Слияние ядер гелия

В связи с тем что в ядрах образовавшихся красных гигантов, состоящих из гелия, не происходят ядерные реакции, ядра таких звезд претерпевают дальнейшее гравитационное сжатие, за счет которого увеличиваются температура до 100 млн. град и плотность до нескольких сотен тысяч граммов на кубический сантиметр. В этих условиях и начинается новый термоядерный процесс — слияние ядер гелия, который так же, как и термоядерный процесс синтеза гелия, не осуществлен еще в лабораторных условиях на Земле. Происходит образование ядер С через промежуточную стадию, которая может быть записана следуюш м образом [c.117]

Как известно, энергия выделяется не только при делении ядер, но и при их синтезе, т. е. при слиянии более легких ядер в более тяжелые. Задача в этом случае состоит в том, чтобы, преодолев электрическое отталкивание, сблизить легкие ядра на достаточно малые расстояния, где между ними начинают действовать ядерные силы притяжения. Так, например, если бы можно было заставить два протона и два нейтрона объединиться в ядро атома гелия, то при этом выделилась бы огромная энергия. С помощью нагрева до высоких температур в результате обычных столкновений ядра могут сблизиться на столь малые расстояния, что ядерные силы вступят в действие и произойдет синтез. Начавшись, процесс синтеза, как показывают расчеты, может дать такое количество теплоты, которое нужно для поддержания высокой температуры, необходимой для дальнейших слияний ядер, т. е. процесс будет идти непрерывно. При этом получается такой мощный источник тепловой энергии, что ее количество можно контролировать только количеством необходимого материала. В этом и состоит сущность проведения управляемой термоядерной реакции синтеза. [c.13]

Вторая основная характеристика атома — массовое число, равное сумме чисел протонов и нейтронов в ядре. Массовое число близко по величине к массе атома, выраженной в атомных единицах. Это получается в результате компенсирующего влияния двух факторов. С одной стороны, массы нуклонов (а. е. м.), как видно из табл. 1, несколько превышают единицу (на величину порядка 0,008). С другой стороны, происходит примерно такое же уменьшение массы в расчете на один нуклон при слиянии нейтронов и протонов в атомное ядро. Это уменьшение, известное как дефект массы, в соответствии с законом об эквивалентности массы и энергии (1.23) определяет энергию связи атомного ядра, т. е. энергию, которую необходимо затратить для полного расщепления ядра на составляющие его протоны и нейтроны. Например, энергия связи ядра гелия составляет 28,2 МэВ (28,2 млн. электрон-вольт или мегаэлектрон-вольт), В соответствии с уравнением (1.23) дефект массы при образовании ядра гелия составляет [c.24]

Каждую секунду Солнце излучает в космическое пространство энергию, эквивалентную примерно четырем миллионам тонн массы. Эта энергия рождается в ходе слияния четырех ядер водорода, протонов, в ядро гелия реакция идет в несколько стадий, а ее суммарный результат записывается вот таким уравнением [c.15]

В настоящее время исследуется практическое осуществление термоядерного синтеза по так называемой дейтериево-тритиевой реакции, в ходе которой дейтерий и тритий превращаются в ядра гелия гНе с выделением в ходе слияния двух ядер огромной энергии (17,6 МэВ) и одного нейтрона. [c.17]

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]

Процесс синтеза ядер также может сопровождаться высвобождением энергии. Из схемы для энергии связи видно, что при делении очень тяжелых ядер происходит превращение в энергию примерно 0,1% их массы. Еще большие доли массы очень легких ядер превращаются в энергию при их слиянии в более тяжелые ядра. Процесс 4Н—> Не, служащий основным источником энергии солнца, протекает с превращением 0,7% исходной массы в энергию. Аналогичная реакция между дейтроном и тритоном с образованием ядра гелия и нейтрона сопровождается превращением 0,4% массы в энергию [c.630]

На третьей стадии происходит слияние двух ядер Не с образованием ядра гелия Не" и двух ядер водорода [c.106]

Реакции последовательного присоединения нейтронов в ядерных реакторах могут протекать и в недрах красных гигантов. Цикл многих последовательных ( 1 у)-реакций, которые сопровождаются 3 -распадом образующихся ядер (причем время этого процесса должно быть меньше, чем время присоединения следующего нейтрона), может начаться на изотопах магния, серы, кальция и других элементов, которые синтезируются в реакциях слияния ядер гелия и углерода. Этот цикл может продолжаться вплоть до образования самых тяжелых элементов. На рис. 40 приведена цепочка образования изотопов некоторых редких земель из Ьа з , обозначенная жирной чертой. Начальное ядро (1) присоединив нейтрон, превращается в радиоактивный изотоп Ьа с периодом полураспада около 40 ч. La ° полностью распадается, не успев присоединить следующий нейтрон. В результате получается [c.123]

Термоядерные реакции. При температурах порядка 10 °С происходит слияние атомных ядер трития и дейтерия с образованием ядра гелия [c.269]

Образование элементов на Солнце. Согласно современным представлениям все звёзды, в том числе и наше Солнце, генерируют излучаемую световую энергию посредством реакций ядерного синтеза [8, 59. Основной процесс в ряду такого сорта реакций — слияние ядер водорода, происходит путём формирования в конечном итоге из четырёх протонов ядра гелия-4 (а-частицы) [c.66]

Прежде всего надо упомянуть об использовании Li и Ве в процессах получения ядерной энергии. Так, из лития получается радиоактивный изотоп водорода — тритий, весьма существенный участник сложного экзотермического процесса слияния ядер обычного и тяжелого водорода в ядра гелия. Бериллий является, с одной стороны, удобным источником нейтронов, а с другой— хорошим замедлителем свободных нейтронов и рефлектором для них. [c.31]

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]

Из чего возник мировой неон Этот вопрос — часть общей проблемы происхождения химических элементов во Вселенной. Физики подсчитали, что ядро неона-20, как и ядра других легких элементов с массовыми числами, кратными четырем легче всего получается при слиянии ядер гелия на горячих звездах, где температура достигает 150 миллионов градусов и давления колоссальны... [c.169]

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]

Атмосфера Солнца состоит в основном из водорода. Энергия, излучаемая Солнцем, выделяется при слиянии четырех ядер водорода с образованием одного ядра гелия [c.15]

Ядерную энергию можно также получать в результате слияния ядер легких атомов в более крупные ядра для этого используются элементы, находящиеся на другом конце шкалы изменения ядерной энергии связи, такие, как водород, гелий или литий. Получение энергии в процессе ядерного синтеза иллюстрируют следующие реакции [c.436]

По мере израсходования гелия в центре ядра звезды последнее сжимается, при этом вновь возрастает температура, которая может достигать миллиардов градусов. При таких условиях возможен процесс слияния двух ядер Сс образованием изотопов Mg2 , N02 или N3 по реакциям [c.119]

Гелий не всегда бывает конечным продуктом звездных гинтезов. По теорпи профессора Д. А. Франк-Каменецкого, при последовательном слиянии ядер гелия образуются Ве, С, 0, °Ке, Mg, а захват этими ядрами протонов приводит к возникновению других ядер. Для синтеза ядер тяжелых элементов вплоть до трансурановых требуются исключительные сверхвысокие температуры, которые раз-пиваются на неустойчивых новых и сверхновых звездах. [c.37]

Таким образом, конечные результаты обоих циклов одинаковы и сводятся к слиянию четырех протонов в прочнейшее сооружение природы—ядро гелия. Попутно два из этих протонов, отделяя позитроны и нейтрино, превращаются в нейтроны. На Солнце и звездах малой яркости, которым пет числа, преимуш ественно действует медленный протоннопротонный цикл. На более горячих звездах усиливается роль углеродно-азотного цикла, активность которого растет с температурой. В красных карликовых звездах вероятно параллельное действие обоих циклов. [c.107]

Известно, что в начале второй половины XX в. ученые воспроизвели на Земле звездный процесс слияния протонов в ядра гелия. Этот процесс — взрыв водородной бомбы. Необходимые для его инициирования свер.хвысокие температуры (порядка десятков миллионов градусов) создал запал в виде ато.мной бомбы, состоящей из расщепляющихся материалов —урана и плутония. Бушующий на Солнце ] ротонно-протонпый цикл реакций физики укоротили. Они отсекли от него самую длительную и неудобную для воссоздания в земных условиях первую фазу — пре вращение протонов в дейтоны. [c.156]

Высказываются фантастические идеи о доставке гелия из космического пространства и об использовании гелия, который, возможно, аккумулирован в далеких глубинах Земли, но более вероятным представляется использование в будущем синтетического гелия — продукта управляемой термоядерной реакции, воспроизводящей на Земле звездный процесс слияния протонов в ядра гелия. Однако термоядерные процессы не являются обильными поставщиками гелия. Если принять, что к началу XXI в. годовая выработка энергии термоядерными станциями мира составит 30 триллионов квгп Ч (в настоящее время мировая выработка электрической энергии тепловыми и гидростанциями превышает 2 триллиона квт-ч), то побочным продуктом всех термоядерных станций окажется 1,7 млн. гелия, что в 6—7 раз меньше современного годового производства гелия [4]. Как известно, созл ание управляемого термоядерного реактора — генеральная задача современной физики, и трудно пока представить себе процесс выделения и отвода, гелия из подобного реактора. [c.10]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология