Comandați un rezahnik și în curând el va fi pe site
Dragi studenți și studenți!
Deja pe site puteți folosi mai mult de 20 000 de rezumate, rapoarte, pături, cursuri și diplome. Trimiteți-ne noua noastră lucrare și le vom publica. Să continuăm să creăm colecția noastră de rezumate împreună.
În total, există 19436 rezumate.
Plasma - a patra stare de materie - (abstract)
Cuvântul "plasma" (din "plasma" grecească - "decorat") în mijlocul secolului al XIX-lea. a început să numească partea incoloră a sângelui (fără corpuri roșii și albe) și lichidul care umple celulele vii. In 1929, fizica IrvingLongmyur american (1881-1957) Unsprezece strat subțire (1897-1971), numit gaz de plasmă ionizate în tubul de evacuare. fizicianul englez William Crookes (1832-1919), care a studiat descărcări electrice în tuburi cu aer rarefiat, el a scris: „Fenomenele din tuburi vidate se deschid o nouă lume a științei fizice, în care materia poate exista într-o a patra stare.“
În funcție de temperatură, orice substanță își schimbă starea. Astfel, cele negative (centigrade) temperaturile sunt în stare solidă, în intervalul de la 0 la 100 „C. - în lichid peste 100 ° C, în stare gazoasă Dacă temperatura continuă să crească, atomii si moleculele incep sa piarda electroni-ionizate și gaz într-o plasmă. la temperaturi de peste 1 000 000 ° C, plasma este absolut ionizovana- este alcătuită numai din electroni și ioni pozitivi. starea de plasmă a materiei -ORAȘUL cele mai larg răspândite în natură, ea reprezintă aproximativ 99% din masa universului. Soare, de cele mai multe stele, nebuloase Este complet ionizat. Partea exterioară a atmosferei terestre (ionosferă) este, de asemenea, o plasmă.
Încă mai mari sunt centurile de radiație care conțin plasmă. Lămpile polar, fulgere, inclusiv sferice, sunt diferite tipuri de plasmă, care pot fi observate în condiții naturale de pe Pământ. Și doar o mică parte a universului este un material solid în sostoyanii- planete, asteroizi și praf nebuloase.
Prin plasmă, în fizică se înțelege un gaz format din particule încărcate electric și neutre, în care sarcina electrică totală este zero, adică, condiția quasineutrality este satisfăcută (prin urmare, de exemplu, un fascicul de electroni care zboară în vid nu este o plasmă: poartă o sarcină negativă).
CUM SĂ UTILIZAȚI PLASMA
Plasma cea mai utilizată este utilizată în echipamentele de iluminat - în lămpile cu descărcare în gaz care luminează străzile și lămpile fluorescente utilizate în spații. În plus, într-o varietate de dispozitive cu descărcare: redresoare de curent electric, stabilizatoare de tensiune, generatoare de plasmă și frecvența amplificatoare ultraînaltă (UHF), contoare de particule cosmice. Toate așa-numitele lasere de gaz (heliu-neon, krypton, dioxid de carbon etc.) sunt de fapt plasme: amestecurile de gaze din ele sunt ionizate printr-o descărcare electrică.
Proprietățile caracteristice ale plasmei, electronii au o conductivitate în metal (ioni, care au fost fixate în rețeaua cristalină, tarifele lor sunt neutralizate), o pluralitate de electroni liberi și „găuri“ mobile (poziție) în semiconductori. Prin urmare, astfel de sisteme se numesc plasmă solidă
Plasma de gaze este de obicei împărțită în temperaturi scăzute - până la 100 de mii de grade și temperaturi ridicate - până la 100 milioane de grade. Există generatoare de plasma plasmatroni cu temperatură joasă, în care se utilizează un arc electric. Cu ajutorul unei lanterne cu plasmă este posibilă încălzirea aproape a oricărui gaz la 7000-10000 grade pe sute și mii de secundă. Odată cu crearea tortei cu plasmă, a apărut un nou domeniu al științei - chimia plasmei: multe reacții chimice sunt accelerate sau merg doar într-un jet de plasmă. Lămpile cu plasmă sunt utilizate în industria minieră și pentru tăierea metalelor. De asemenea, au fost create motoare cu plasmă, centrale electrice magnetohidrodinamice. Sunt dezvoltate diferite scheme de accelerare a particulelor încărcate în plasmă. Sarcina centrală a fizicii plasmei este problema fuziunii termonucleare controlate. Fusion reacție numit sinteza nuclee mai grele ale nucleelor de elemente luminoase (în primul rând izotopi ai hidrogenului - deuteriu D și tritiu T) care au loc la temperaturi foarte ridicate ( „108 K sau mai mare) In vivo reacțiile termonucleare apar pe soare: nuclee de hidrogen conectate la fiecare cu un prieten, formând nuclee de heliu, în timp ce o cantitate semnificativă de energie este eliberată. Reacția artificială a fuziunii termonucleare a fost efectuată într-o bombă cu hidrogen.
REACȚII TERMONUCLEARE CONTROLATE
Se crede că rezervele chimice de combustibil pentru omenire vor dura câteva decenii. Rezerve limitate și explorate de combustibil nuclear. Pentru a salva omenirea de foamea energetică și a deveni o sursă de energie aproape inepuizabilă pot fi controlate reacțiile termonucleare în plasmă. În 1 litru de apă obișnuită conține 0, 15 ml de apă grea (D2O). Când fuziunea nucleelor de deuteriu de la 0, 15 ml D2O se eliberează la fel de multă energie ca și când se formează 300 litri de benzină. Tritiuul în natură practic nu există, dar poate fi obținut prin neutralizarea bombelor cu un izotop de litiu:
Nucleul atomului de hidrogen nu este altceva decât un proton p. În nucleul deuteriului, în plus, există un alt neutron, iar în nucleul de tritiu există două neutroni. Deuteriul și tritiumul pot reacționa între ele în zece moduri diferite. Dar probabilitățile unor astfel de reacții diferă uneori de sute de trilioane de ori, iar cantitatea de energie eliberată este de 10-15 ori. Doar trei dintre ele sunt de interes practic:
D + D + T + p + 4 MeV;
D + D ® 3He + n + 3, 3 MeV;
D + T * 4He + n + 17, 6 MeV.
Dacă toate nucleele dintr-un volum reacționează simultan, energia este eliberată instantaneu. Există o explozie termonucleară. În reactor, reacția de sinteză trebuie să înceapă încet.
Administrarea fuziunii termonucleare nu a fost realizată până acum și promite avantaje considerabile. Energia eliberată în reacțiile termonucleare per unitate de masă de combustibil, în milioane de ori energia unui combustibil chimic, și, prin urmare, de sute de ori mai ieftin. În cazul energiei termonucleare nu există emisii de produse de ardere în atmosferă și deșeuri radioactive. În cele din urmă, o explozie a fost exclusă de la centrala termonucleară.
În timpul sintezei, cea mai mare parte a energiei (mai mult de 75%) este eliberată ca energia cinetică a neutronilor sau protonilor. Dacă neutronii sunt încetinite într-o substanță potrivită, se încălzește; Căldura rezultată poate fi ușor transformată în energie electrică. Energia cinetică a particulelor de proton încărcate este transformată direct în energie electrică. În nucleu reacția de sinteză trebuie să fie conectat, dar ele sunt încărcate pozitiv, și, prin urmare, prin legea lui Coulomb, sunt respinse. Pentru a depăși forța de repulsie, chiar deuteriu și tritiu nuclee având cea mai mică taxa (Z. = 1) necesită o energie de aproximativ 10 keV sau 100. Aceasta corespunde unei temperaturi de ordinul a 108-109 K. La astfel de temperaturi, orice substanță se află într-o stare de plasmă la temperatură ridicată.
Din punctul de vedere al fizicii clasice, reacția de sinteză este imposibilă, dar aici este un efect pur de tunel cuantic care vine la salvare. Calc că temperatura de aprindere, de la care eliberarea de energie depășește pierderea pentru reacția tritiu-deuteriu (DT) este de aproximativ 4, 5 * 107 K, în timp ce pentru reacția deuteriu-deuteriu (DD) - 4 * aproximativ 108 K. Desigur, este de preferat reacția DT. Plasma este încălzită de curent electric, radiații laser, unde electromagnetice și alte metode. Dar nu numai că temperatura ridicată este importantă.
Cu cât mai mare concentrare, cât mai des se ciocnesc cu alte particule, deci poate părea că pentru reacțiile termonucleare este mai bine să se folosească de plasmă de înaltă densitate. Cu toate acestea, în cazul în care plasma conținută în 1sm3 1019chastits (concentrația de molecule într-un gaz în condiții normale), presiunea de acolo, la temperaturi de reacții de fuziune au ajuns la aproximativ 106 atm. O astfel de presiune nu poate rezista la nici un design și, prin urmare, plasma ar trebui să fie redusă (cu o concentrație de aproximativ 1015 particule pe cm3). Coliziunile între particule în acest caz, sunt mai puțin frecvente, și pentru a menține reacția necesară pentru a crește timpul de staționare în reactor, sau timpul de retenție. Prin urmare, pentru a realiza o reacție termonucleară, este necesar să se ia în considerare produsul concentrației de particule de plasmă în timpul închiderii lor. Pentru reacțiile DD acest produs (denumit criteriu Lawson) este 1016 / cm3, iar DT reacție - 1014s / cm3. În consecință, reacția DT este mai ușor de realizat decât DD. Când a început cercetarea în plasmă, se părea că ar fi posibil să se realizeze rapid o sinteză controlată. Dar, în cele din urmă, a devenit clar că în procesele complexe de plasmă la temperaturi ridicate apar procese și rolul decisiv este jucat de numeroase instabilități. Astăzi, se dezvoltă mai multe tipuri de dispozitive în care se presupune că se efectuează fuziunea termonucleară. Cele mai promitatoare sunt tokamaks (scurt pentru "CAMERA Toroidal cu Kaatushki Magnetice"). Tokamak reprezintă un transformator gigant, a cărui bobină primară este înfășurat pe miez, iar secundar are o cameră unică de vid vitok- sub formă de gogoașă, torul (lat torus -. „Bulge“) Cablu Plasma interior. Sistemul de magneți ține cablul în centrul camerei și un curent de mii de amperi îl încălzește la temperatura dorită. Neutronii produși în timpul unei reacții termonucleare sunt absorbiți în stratul de pătură al materiei care înconjoară camera. Căldura eliberată în același timp poate fi utilizată pentru a genera energie electrică.
Câmpul magnetic al plasmei de reținere formă complexă într-o cameră circulară Tokamak contracarează câmpul propriu, pinch de plasmă, care tinde să se îndoaie traiectoria particulelor încărcate ale plasmei. Stelaratorului (de la STELLA latin -. Star „) de plasmă a permis să ia forma a ceea ce“ vrea „și a lăsat numai câmpul, comprimarea cablului. Camera de vacuum a dobândit un aspect foarte bizar și o mulțime de bobine magnetice - o formă destul de complexă. Experimentele pe stelarizatoare se desfășoară în diferite țări, dar nu a fost încă posibilă atingerea temperaturii dorite și a timpului de închidere a plasmei. O metodă fundamental diferită este confinarea inerțială a plasmei, bazată pe inerția amestecului de reacție care la încălzirea instantanee (de exemplu, cu laser (puls) nu este imediat risipește. Fiolă care este un amestec de deuteriu și tritiu este iradiat din toate părțile