Водород, изотопы в термоядерных реакциях

Тяжелая вода как химическое соединение представляет интерес не только в научном отношении. За последние 20 лет она приобрела большое значение в ядерной технике как замедлитель нейтронов в ядерных реакторах и сырье для получения дейтерия, используемого в ядерных и термоядерных реакциях. В настоящее время производство тяжелой воды составляет тысячи тонн в год. Возможны другие разновидности тяжелой воды, в состав которой входят смешанные изотопы водорода НОО, НТО и ОТО, где Т — тритий — изотоп водорода с массовым числом 3. Т О получают и используют для тех же целей, что и О О. Вследствие того, что тритий радиоактивен, тритиевая вода обладает высокой радиоактивностью. [c.629]

Гелий — наиболее распространенный после водорода элемент космоса — состоит из двух стабильных изотопов Не и Не. Спектральный анализ показывает присутствие его в атмосфере Солнца, звезд, в метеоритах. Накапливание ядер Не во Вселенной обусловлено термоядерной реакцией, служащей источником, солнечной и звездной энергии [c.539]

Тритий — радиоактивный изотоп водорода с массовым числом 3, ядро которого состоит из одного протона и двух нейтронов (символ Т, или Н), период полураспада 7 i/j= 12 лет, при распаде испускает Р-частицы. Незначительные количества Т. образуются в результате ядерных процессов. В промышленности Т. получают, облучая литий медленными нейтронами. Соединение Т. с кислородом (сверхтяжелая вода) получается при окислении трития в электрическом разряде. Известен также и ряд органических соединений Т. По своим химическим свойствам Т. отличается от обычного водорода неодинаковой скоростью реакций, вызванной разницей в массах. Т. используют как горючее в термоядерных бомбах и в ядерной энергетике. Кроме того, он применяется как радиоактивная метка в различных исследованиях (химических, биологических и др.), с помощью Т. можно определить происхождение осадков (дождей), узнать возраст метеорита или выдержанного вина и др. Тритон — ядро атома трития, обозначается Н. Состоит из одного протона и двух нейтронов. Масса 3,01646. Используется как бомбардирующая частица в ускорителях заряженных частиц, [c.138]

Для того чтобы началась реакция ядерного синтеза, необходимо достичь температуры порядка миллиона градусов. Поскольку единственным известным в настоящее время средством достижения таких температур являются реакции ядерного деления, для возбуждения реакции водородного синтеза используется атомная бомба, основанная на реакции деления. Это обстоятельство делает маловероятным проведение самоподдерживающейся цепной реакции ядерного синтеза (термоядерной реакции), управляемой подобно тому, как это осуществляется в ядерном реакторе для реакций деления . Предполагается, что энергия, вьщеляемая звездами и в их числе нашим Солнцем, образуется в результате реакций ядерного синтеза, аналогичных указанным выше реакциям. В зависимости от возраста и температуры звезды в таких реакциях могут принимать участие ядра углерода, кислорода и азота, а также изотопы водорода и гелия. [c.437]

Повышение интенсивности термоядерных реакций может повлечь за собой появление интенсивного потока нейтронов за счет реакций Ые (а, Эта реакция при температуре свыше миллиарда градусов протекает в течение 1 сек. Мощность нейтронных потоков будет зависеть только от количества ядер N6 . Были произведены расчеты, в которых предполагалось, что содержание ядер водорода, гелия, углерода, азота, кислорода и неона в оболочке звезды перед взрывом примерно одинаково, а содержание ядер железа в 1000 раз меньше. Оказалось, что при этих условиях число нейтронов должно в сотни раз превышать количество атомов железа. Следует отметить, что сечение реакции (я, у) на изотопах железа и более тяжелых элементов значительно превышает сечения аналогичных реакций на ядрах более легких элементов, за исключением для которого сечение (я, у)-реакции велико. В связи с этим создаются благоприятные уело- БИЯ для быстрого последовательного присоединения ядром Ре большого числа нейтронов. [c.135]

У изотопов водорода прекрасные перспективы их будут использовать в управляемых термоядерных реакциях а научившись управлять этими процессами, человечество навсегда оградит себя от энергетического голода. [c.149]

Область применения изотопов водорода, производимых электролизным методом. Тяжёлая вода представляет, как уже говорилось выше, огромный интерес для ряда областей физической химии, физики и техники. Кроме ядерной энергетики дейтерий используется для производства термоядерного оружия (в водородной бомбе основным компонентом является дейтерид лития — ЫО). В наши дни, несмотря на частичное разоружение, проблемы получения дешёвого дейтерия и эффективного концентрирования изотопов не теряют своей остроты, поскольку в перспективе основным источником энергии будут управляемые термоядерные реакции. [c.288]

Важнейшей термоядерной реакцией, протекающей в термоядерной или водородной бомбе, является следующая реакция между изотопами водорода дейтерием Н и тритием Н [c.420]

Термоядерные реакции. В соответствии с графиком, приведенным на странице 186, возможны два пути освобождения внутриядерной энергии распад наиболее сложных ядер на более простые и синтез простых ядер из наипростейших, в частности синтез ядер гелия из ядер водорода. Такие ядерные реакции носят название термоядерных. Термоядерные реакции осуществимы лишь при температурах порядка миллионов и десятков миллионов градусов. Из них осуществлен лишь синтез гелия из тяжелых изотопов водорода [c.193]

Эта реакция происходит в водородной бомбе, представляющей собой обычную атомную бомбу, заключенную в оболочку из соединений тяжелых изотопов водорода. Взрыв атомной бомбы создает температуру, вызывающую термоядерную реакцию, за счет которой мощность взрыва возрастает во много раз. [c.193]

Такой реакцией является реакция синтеза ядер атомов элемента гелия (порядковый номер 2) из ядер атомов водорода (изотопов водорода —дейтерия ]№ и трития 1Н ). Эту термоядерную реакцию можно записать так [c.343]

Термоядерная реакция осуществлена пока только в форме взрыва водородной бомбы. Нужные для реакции колоссальные температуры достигаются предварительным взрывом атомной бомбы, которая является своего рода запалом для осуществления синтеза ядер гелия из ядер изотопов водорода. [c.344]

В начале 50-х годов мир был напуган взрывом водородной бомбы. Это были первые неуправляемые термоядерные реакции, выпущенные на волю человеком. Кое-кто считал, что это прогресс на пути к контролируемому ядерному синтезу теперь, мол, требуется лишь обуздать Н-бомбу. Какая ошибка Ведь бомба остается бомбой. Цель ни в коем случае не оправдывает средства. С тех пор прошло уже более четверти века. Учитывая бурное развитие науки и техники, можно сегодня с полным правом спросить себя почему мы не продвинулись вперед с созданием искусственного Солнца на Земле Что нужно еще сделать, чтобы разрешить, наконец, великую проблему трансмутации — превращение водорода и его изотопов в гелий [c.215]

Огромный выход энергии имеет место также при термоядерных реакциях — синтезе легких атомных ядер.. Наиболее перспективным материалом для такого синтеза является природный изотоп водорода дейтерий, содержащийся в воде. За счет термоядерной реакции синтеза ядер дейтерия, выделяемого из 1 кг природной воды, может быть получено тепла больше, чем при сжигании 1 кг нефти. [c.6]

С помощью масс-спектрографа было обнаружено большое количество изотопов и у нерадиоактивных элементов. Например, у элемента олова имеется 10 изотопов, у водорода их два с атомной массой 1 — легкий водород и с атомной массой 2 — тяжелый водород или дейтерий. Искусственно получен изотоп водорода с атомной массой 3 — тритий, используемый при термоядерных реакциях . [c.11]

По второй из приведенных реакций получают искусственным путем сверхтяжелый изотоп водорода — тритий №, используемый при проведении термоядерных реакций. Однако реакции [c.24]

Ниже приводятся некоторые из возможных термоядерных реакций с участием изотопов водорода [c.34]

В основе одного из вариантов такой реакции лежит принцип сжатия магнитным полем газового разряда огромной мгновенной силы в камере, наполненной смесью дейтерия и трития. Возникающий при этом шнуровидный разряд имеет температуру около 1 ООО 000° и давление, достигающее десятков миллиардов атмосфер. Эти условия благоприятны для течения термоядерной реакции превращения изотопов водорода в гелий. И, таким образом, специальный атомный запал не будет нужен. [c.35]

Изотопы водорода, такие, как (дейтерий) или (тритий), при термоядерных реакциях выделяют энергию, необходимую для взрывов (слияние при очень высокой температуре этих тяжелых изотопов водорода приводит к образованию изотопа гелия), например [c.93]

Взаимное отталкивание ядер вызывается наличием у них зарядов, одинаковых по знаку силы отталкивания имеют наименьшую величину у ядер с зарядом 1 (т. е. у всех изотопов водорода). Для других же ядер силы отталкивания возрастают по мере увеличения заряда ядра. В соответствии с этим начальная температура термоядерной реакции для водорода ниже, чем для других элементов. [c.470]

Тяжелая вода может применяться в качестве замедлителей нейтронов в атомно-ядерных устройствах. Кроме того, она служит источником для получения тяжелого изотопа водорода 1Й2 — дейтерия. Последний является одним из основных исходных веществ для термоядерной реакции [c.40]

Кроме того, в последние годы литий в смеси ( тяжелыми изотопами водорода используется при термоядерных реакциях. Соли лития имеют применение в медицине. [c.247]

Примечание. Термоядерные реакции в водородной бомбе осуществлены путем последовательного сочетания двух процессов 1) расщепление ядра атома трансуранового элемента в атомной бомбе, помещенной в водородной бомбе (при взрыве атомной бомбы создается сверхвысокая температура) 2) реакция синтеза гелия из изотопов водорода дейтерия и трития (продолжительность менее миллионной доли секунды). [c.527]

Ядерный синтез. Источником энергии солнца и звезд служат реакции ядерного синтеза (термоядерные реакции), т. е. процессы слияния легких ядер с образованием более тяжелых. В результате ряда реакций с участием ядер атомов водорода и изотопов углерода, азота и кислорода образуются ядра гелия и позитроны (частицы, во всем подобные электронам, но несущие положительный заряд). Основное уравнение можно записать следующим образом [c.52]

В нагретом до таких температур газе, состоящем из изотопов водорода, начинается так называемая термоядерная реакция, то есть слияние ядер изотопов водорода в более тяжелые ядра гелия. Этот процесс сопровождается выделением колоссальной энергии. Достаточно сказать, что при ядерном сжигании одного килограмма изотопов водорода выделяется в десять миллионов раз больше энергии, чем при сжигании одного килограмма угля. [c.16]

Одним из источников энергии излучения солнца и звезд является термоядерная цепная реакция синтеза гелия из водорода. Возбудителями цепей в этой реакции выступают протоны, а промежуточным продуктом — неустойчивый изотоп гелия Не . Последовательность элементарных актов имеет следующий вид [c.247]

Получение трятия (сверхтяжелый изотоп водорода) для термоядерных реакций и для других целей [c.16]

Установки разделения изотопов водорода. В топливном цикле разрабатываемого в СССР и за рубежом дейтерий-тритиевого реактора для осуществления управляемой термоядерной реакции необходимо выделение из газов плазмы и возврат в цикл не успевших прореагировать дейтерия и трития. Процесс выделения состоит из двух основных стадий выделения Не и других примесей и разделения изотопов водорода с получением смеси дейтерия и трития. Метод газового разделения с использованием многоступенчатой каскадной установки с мембранными модулями на основе палладия и его сплавов, по мнению авторов [100, 101], наиболее перспективен. [c.317]

Водород имеет три изотопа, из них два устойчивых и один радиоактивный. К устойчивым изотопам принадлежат легкий изотоп (с массой 1), содержащийся в природных соединениях водорода в количестве 99,9844%, и тяжелый изотоп (с массой 2), называемый тяжелым водородом, содержащийся всего в количестве 0,0156%. Для тяжелого водорода было введено также особое название — дейтерий и химический символ О. Легкий водород иногда называют протием. Третий изотоп (с массой 3) является Р-радиоактивным с периодом полураспада 12,346 года. В природных условиях он образуется под действием космических лучей и встречается в воде в ничтожных количествах (примерно 10 — 10" %). Он получается искусственно и используется в работах с мечеными атомами и в термоядерных реакциях. Ему присвоено название тритий и символ Т. [c.48]

Дейтерий D( H) (лат. Deuterium — тяжелый водород) —стабильный изотоп водорода с массовым числом 2. Открыт в 1932 г. Содержится в природных соединениях водорода. Д. выделяют электролизом или ректификацией воды. Д. широко используется в атомной энергетике как замедлитель нейтронов в атомных реакторах в смеси с тритием применяют для термоядерной реакции в водородных бомбах. Декан СНз(СН2)8СНз— бесцветная жидкость. Содержится в нефтепродуктах. Составная часть дизельных топлив. [c.45]

Дейтерий (тяжелый водород) —изотоп водорода химический символ D атомный вес 2,014 химическая фор .1у,та D мол. вес 4,03 т. пл. (при I атм) — = —2о4,5 С т. кип. прп 1 атл)=—249,7°С. О значении дейтерня для термоядерных реакций см. ст. 527. [c.373]

Дейтерий (тяжелый водород) — изотоп водорода химический символ О атомный вес (атомн. масса) 2,0141 химическая формула О - мол. вес (мол. масса) 4,03 т. пл. (при 1 атм) =—254,5° С т. кип. (при 1 агл1) —249,7° С. О значении деЯтерия для термоядерных, реакций см. стр. 527. [c.373]

Широко используются также изотопы водорода — дейтерий и тритий. Тяжелая вода ОгО используется в атомной энергетике как замедлитель нештронов в атомных реакторах. Дейтерий и тритий используются в ка-честпе термоядерного горючего в водородных бомбах, поскольку при реакции [c.288]

В принципе возможно большое число реакций термоядерного синтеза. между ядрами пяти элементов таблицы Д. И. Менделеева, а именно водорода, гелия, лития, бериллия и бора. Для ближайшего будущего имеет значение так называемая дейтериево-три-тиевая реакция, в ходе которой дейтерий и тритий (тяжелый н сверхтяжелый изотопы водорода) превращаются в ядра гелия. В результате слияния двух ядер выделяется огромная энергия — [c.80]

Тяжёлая вода, характеризуясь высокой теплоёмкостью, являясь апро-тонным растворителем, обладает также низким сечением захвата тепловых нейтронов дейтерием а = 0,0015 барн), которое в 200 раз меньше, чем для лёгкого изотопа водорода — протия а = 0,3 барн). Тяжёлая вода по замедляющей способности в отношении нейтронов в 3-4 раза эффективнее графита. Отмеченные обстоятельства обеспечивают использование тяжёлой воды в качестве теплоносителя и замедлителя нейтронов в энергетических и исследовательских ядерных реакторах, в ЯМР-спектроскопии, в фундаментальных научных исследованиях, связанных с изучением структуры атомного ядра. Тяжёлая вода, так же как и входящий в её состав дейтерий, широко используется при производстве большой гаммы дейтерий содержащих меченых химических соединений, широко применяющихся в медицине, биологии, в различных отраслях химии, в ядерной физике, в ЯМР и других видах спектроскопии. В виде дейтерида лития дейтерий входит в состав термоядерного оружия. По общему убеждению специалистов, в будущем дейтерий наряду с тритием станет компонентом топлива энергетических термоядерных реакторов, в первом поколении которых будет осуществлена реакция синтеза Т (В, п) Не + 17,6 МэВ. Эта реакция в сравнении с другими реакциями синтеза, предполагающими участие изотопов водорода, характеризуется наибольшим энерговыделением и, как следствие, наименьшим расходом дейтерия (100 кг/год на 1 ГВт электрической мощности). [c.210]

Другой изотоп водорода, тритий, накапливается в реакторе в результате различных ядерных реакций. Так как тритий (3-радиоактивен с периодом полураспада 12,3 года, на выходе ядерного реактора он скапливается в определенной концентрации. В связи с тем что тритий является топливом для разрабатываемых термоядерных реакторов, его отделение и обогащение становится важной задачей. Научно-исследовательская группа по лазерам Японского физикохимического института на основе результатов вычислений, показывающих, что СТК в диапазоне Vj поглощает при 1064 см , подтвердила селективное разложение TF3, т.е. отделение трития, при облучении смеси 0,2 млн.долей TF3- HF3 (0,23 мкКи/мл) СОг Лазером [ 36, 37]. [c.49]

Другим типом Я. г. является термоядерное г о р ю ч е е, к к-рому относятся Н , Н , Ь . Первичное Я. г. этого типа — изотоп дейтерий Н , к-рый содержится в природной смеси изотопов водорода в количестве 0,015%. Как Н2, так п являются сырьем для получения вторичного термоядерного горючего — пзотопа НЗ — трития. Ввиду малого сечения образования Н из Н ио реакции Н (п,у)Нз, тритий получается по реакции Ь1 (п,а)Нз при облучении природного лития (7,52% Ы ) в реакторе. В качестве термоядерного горючего используют либо чистый Н , [c.540]