Гелий синтез ядра

Синтез ядра гелия можно осуществлять путем различных ядерных реакций [c.209]

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]

Что называется термоядерной реакцией Напишите реакцию синтеза ядра атома гелия. [c.346]

Важнейшей из подобных реакций является реакция синтеза ядра гелия из протонов [c.420]

Примером термоядерной реакции может служить синтез ядра гелия из ядер водорода. Эта реакция, называемая углеродным циклом (рис. 104), служит источником энергии большого класса звезд. В каждом цикле захватываются четыре протона (ядра водорода) и испускается одна а-частица (ядро гелия оНе>) и два позитрона. Ядро углерода дС восстанавливается к концу цикла. Продолжительность одного цикла на солнце—около миллиона лет. [c.273]

Второй путь выделения внутриатомной энергии осуществляется на Солнце за счет теплового эффекта этой реакции и поддерживается жизнь на земле. Простейшая из возможных и ныне осуществленных реакций этого типа, лежащая в основе действия водородной бомб ы,— это синтез ядра гелия из двух протонов и двух нейтронов. Энергетический эффект этой реакции во много раз больше энергетического эффекта реакций расщепления ядер тяжелых элементов, что ясно видно из графика рисунка 49. Разумеется, для синтеза названных частиц надо предварительно затратить громадную энергию на преодоление силы отталкивания между ними. Отсюда и название этих реакций термоядерные. После того как эти частицы сближены до расстояния — см, они соединяются за счет мощных ядерных сил сцепления с выделением еще более значительной энергии. [c.203]

Синтез гелия из водорода, как и все ядерные реакции, нуждается в энергии возбуждения (активации), но она исключительно мала, около 0,1 Мэв. В обычных химических реакциях источником энергии активации является тепловое движение (кинетическая энергия) молекул (см. стр. 277). Для возбуждения ядерных реакций обычно используют искусственно ускоренные частицы или частицы с большой энергией, излучаемые радиоактивными элементами. Можно осуществить ядерные реакции термическим путем. Для этого необходимы более высокие температуры, чем для химических реакций. Такими высокими температурами обладают некоторые звезды, на которых, следовательно, могут осуществляться термоядерные реакции. Теплота, выделенная при этих реакциях, поддерживает высокую температуру звезд. Температура внутри солнца порядка 10— 20 млн. градусов. Весьма вероятно, что это обусловлено синтезом ядра гелия из ядер водорода. [c.784]

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]

НИЯ цеолитов X и Р использовались гели одинакового состава, но длительность перемешивания смеси при приготовлении геля была различной. Скорости кристаллизации описываются тем же уравнением, что и для цеолита А. Как оказалось, ядра кристаллизации цеолита Р образуются гораздо медленнее, чем у цеолита X индукционный период при синтезе цеолита Р вдвое больше [144]. Однако дальнейшая кристаллизация цеолита Р идет скорее. [c.345]

Реакция ядерного синтеза также может служить источником энергии. Так, при образовании ядра атома гелия из ядер дейтерия и трития [c.96]

Согласно представлениям о синтезе ядер из элементарных частиц образование ядра гелия можно рассматривать протекающим по схеме 2р 2п = а. Однако при этом возникает расхождение в значениях масс. По схеме образования массу а-частицы следует ожидать равной 2-1,00728 + 2-1,00867 = 4,03180, тогда как в действительности она равна 4,00150, Разница составляет лишь 0,3030, однако ее существование все же должно быть как-то объяснено. [c.509]

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]

ЯДЕРНАЯ ЭНЕРГИЯ (атомная энергия), выделяется при превращениях атомных ядер. Источник Я. э.— внутр. энергия атомного ядра, обусловленная сильным взаимод. между протонами и нейтронами, а также их движением внутри ядра. Я. э. в миллионы раз превосходит энергию хим. превращений. Изменение массы покоя ядер при их превращениях может достигать по порядку величины 0,1%, тогда как перестройка внеш. электронных оболочек при хим. превращениях сопровождается изменением массы покоя атомов и молекул не более чем на 10 %. Особенно энергетически выгоден синтез легких ядер и деление тяжелых. Так, при синтезе гелия из ядер дейтерия и трития выделяется энергия 17,6 МэВ (3,5 МэВ на нуклон), при делении урана — ок. 200 МэВ ( 1 МэВ на нуклон). Радиоакт. распад также сопровождается выделением Я. э., однако его малая скорость обусловливает ничтожно малую полезную мощность. [c.724]

Не 2Не Не + 2Н . По-видимому, углеродно-азотный цикл синтеза гелия осуществляется в центральной части Солнца, а протон-протонный — в периферийных областях, характеризующихся по сравнению с ядром более низкой температурой. [c.64]

Результатом образования значительного количества гелия является колоссальное сжатие в гелиевом ядре и, как следствие этого, повышение температуры до 150 млн. градусов. При этой температуре осуществляется синтез углерода из трех ядер гелия ЗНе С . Дальнейшее повышение температуры и давления приводит к присоединению гелия к атомам углерода с образованием кислорода. После выгорания значительной части гелия происходит дальнейшее сжатие и повышение температуры свыше 600 млн. градусов. При этих условиях становится возможным образование элементов с порядковыми номерами, значительно превышающими порядковый номер углерода [c.64]

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]

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]

Дальнейший синтез химических элементов продолжается в недрах звезд. Этапы этого синтеза сменяют друг друга при повышении температуры. В процессе конденсации в протозвезду межзвездного газа, состоящего из водорода и гелия, в результате гравитационного сжатия температура повышается, и снова становится возможной реакция образования гелия из водорода. (На нашем Солнце, по-видимому, в настоящее время это главный энергопроизводящий процесс, хотя, как будет сказано ниже, оно прошло и другие этапы звездной эволюции). 3)тот этап характеризуется температурами, не превышающими 20 млн градусов. После ядер Не наиболее устойчивыми являются ядра С и 0. Термоядерная эпоха образования таких ядер (Т 10 К) наступает после того, как истощится, выгорит , водород в процессах первого этапа. В эту эпоху в плотных выгоревших ядрах звезд-гигантов возможно непосредственное образование углерода и кислорода (конечно, не атомов, а ядер) по реакциям [c.8]

В итоге, согласно реакциям (1.1) — (1-3), из 4 протонов образуется ядро гелия Не. При этом выделяется энергия, равная 26 МэВ, что в пересчете на 1 моль (4 г) синтезированного гелия Не соответствует избыточной энергии 2,4-10 Дж. При температурах свыше 2-10 К реакция синтеза ядер Не из 4 ядер Н легко протекает в присутствии С и Ы, которые выполняют роль катализаторов. Таким образом происходит образование Не из Н в недрах большинства звезд так называемой главной последовательности, а выделяющаяся при этом энергия преобразуется в световое излучение. [c.19]

Чрезвычайно интересным и важным является использование в промышленности энергии, выделяемой при различных превращениях атомных ядер или при синтезе ядер водорода в ядра гелия. Сейчас внутриядерная энергия используется для производства электрической энергии на атомных электростанциях. В научно-исследовательских лабораториях и на промышленных предприятиях различные радиоактивные материалы применяются для аналитических целей и контроля производства- Все большее распространение получают радиационно-химические процессы, в которых радиоактивные излучения используются для осуществления химических реакций — полимеризации, полу- [c.44]

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]

Однако с течением времени нейтроны частично покидают пространства с высокой плотностью, что невозможно для протонов и электронов из-за их электромагнитного притяжения. Поэтому во время ядерного синтеза относительно высокая концентрация нейтронов будет суш,ествовать в областях с низкой плотностью, что допускает протекание альтернативных процессов формирования ядер. Тогда вместо реакции л (р, а) Не допустимо образование (радиоактивного элемента с периодом полураспада 0,8 с) и если до его распада происходят столкновения с ядрами гелия, то образуется В [c.65]

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]

Следует подчеркнуть, что реакции на Солнце происходят с участием не нейтральных атомов, а путем взаимодействия атомных ядер, так как при высоких звездных температурах атомы водорода и гелия (а из них-то солнце и состоит) разорваны на свободные положительно заряженные ядра и электроны. Обычно говорят, что материя находится па Солнце в состоянии плазмы. Первой стадией звездного синтеза гелия является столкновение двух протонов, сопровождаемое образованием дейтона, положительного электрона (или позитрона) и нейтрино [c.197]

Одной из интригуюш,их особенностей в зависимости распространённости элементов от их атомного номера является, как известно, резкий провал при переходе от лёгких элементов к тяжёлым — область лития, бериллия, бора и далее к углероду. Этот провал связан с тем, что синтез лёгких элементов осуш ествляется путём парных столкновений между нуклонами и ядрами с по-следуюш,им /3-распадом внутри звёзд (1 + п Т — Не + п Не. Парный механизм синтеза обрывается на симметричном ядре гелия Не, поскольку ядро Не не суш,ествует и с его помощью невозможен переход к тяжёлым нуклидам. Таким образом, согласно схеме парных столкновений тяжёлые элементы должны отсутствовать во Вселенной, а Вселенная без углерода, железа и т. д. не содержит органических соединений и, следовательно, биологической жизни. Парадокс преодолевается с помощью известной трёхчастичной схемы синтеза ядра углерода из трёх а-частиц (реакция Солпитера) Зек которая открывает возможности синтеза тяжёлых элементов. [c.10]

Практически синтез ядра гелия осуществляют за счет дейтерия (Н ) и трития (Hf) /с/сал + Н + Н = Не + Q2ккaл, причем Выделяющийся при ре- [c.203]

Дальнейшее повышение температуры способствует синтезу ядер бо.аьшей массы. Накопившиеся ядра гелия при столкновении образуют ядра бериллия, а при столкновении с последними — ядра углерода [c.316]

Рассчитаем теперь энергию образования ядра атома гелия. Сумма масс двух протонов и двух нейтронов равна 4,0332 (теоретическая величина). Но действительная масса ядра атома гелия, как показывает масс-спектрометрический анализ, составляет величину 4,0017. Дефект массы, таким образом, ра- вен 0,0315. Умножая это значение на энергетический эквивалент х одного грамма массы, получаем й громадную величину — 693 млн р ккал. Таким образом, при ядер-ном синтезе гелия выделяется больше энергии, чем в рассмотренном выше примере синтеза л юмные номера дейтерия. В связи с этим большой интерес представляет изме- Рис. ПЛ. Кривая дсффекюв масс нение в ряду химических элементов величии дефектов масс, отра-, [c.211]

В тех звездах, где значительная масса водорода выгорела , образуется гелиевое ядро и реакции синтеза гелия из водорода происходят лишь в тонком слое вблизи от поверхности ядра. Такие звезды называются гетерогенными в от-лйчие от гомогенных звезд, масса которых в основном сосредоточена в ядре. [c.64]

Нефть и все другие горючие полезные ископаемые, так же как рассеянное органическое вещество осадочных пород, генетически связаны с живым веществом нашей планеты, с биосферой прошлых геологических эпох. Проблема происхождения нефти, нижний возрастной предел ее образования тесно связаны с возрастом возникновения жизни на Земле. Согласно наиболее распространенной гипотезе. Земля возникла 4,8-5 млрд лет назад в результате слипания первичного вешества холодных тел - плане-тозималей, затем произошел ее разогрев вследствие повышенной теплогенерации. Источники энергии — радиоактивный распад, импактные воздействия, ультрафиолетовое излучение, сейсмичность, приливные возмущения и др. В результате произошла дифференциация вещества первичной Земли и сформировались ядро, мантия и земная кора, близкая по составу к современной. Дифференциация вещества вызвала выделение газов и формирование первичных океанов и атмосферы. Первичная атмосфера отличалась от современной. Она имела восстановительный характер, в ее составе были гелий и вОдород, которые быстро улетучились, метан, пары воды, аммиак, СО, СО2. Свободный кислород отсутствовал. За счет высокой активности этих веществ, очевидно, образовывались полимеры, содержащие С, К, О и другие биофильные элементы, т.е. первые органические вещества возникали путем абиогенного синтеза. [c.104]

Крекинговые катализаторы приготовляются либо методом совместного осаждения из соответствующих растворов солей кремния и алюминия или раздельным осаждением с последующим смешением отмытых свежих гидроокислов кремния и алюминия, либо пропиткой свежеосажденного и промытого геля кремнекислоты солями алюминия с последующим разложением путем нагревания. Предлагаемый нами метод замещения катионов для синтеза крекирующих катализаторов [71 заключается в переходе от одного гидрогеля свежеприготовленного металлосиликатного соединения к другому путем частичной или полной замены одних групп катионов, входящих в металлосиликатное ядро, другими. [c.368]

Ядерный синтез — это процесс, в котором два ядра обьединяются, или сплавляются с образованием одного большего ядра. В качестве примера можно привести соединение ядер дейтерия и трития в ядро гелия, сопровождающееся испусканием нейтрона. Ядро гелия гораздо стабильнее исходных ядер изотопов водорода, хотя и не вполне ясно, почему. Этот ядерный синтез мог бы дать громадное количество энергии — более 100 млн. ккал на грамм образующегося гелия. Таким образом, ядерный синтез конкурирует с ядерным делением как возможный источник энергии будущего, тем более что он не дает такого великого множества радиоактивных продуктов, которое порождает столь трудную проблему хранения радиоактивных отходов. Мы знаем, что этот источник энергии может работать, поскольку тот же принцип положен в основу водородной бомбы. [c.74]

Солнечное и звездное излучение порождается сложными цепями ядерных превращений, сводящихся в конечном счете к преобразованию водородных ядер в ядра более сложных атомов, главным образом гелия. В Солнце и в звездах, при господа ствующих в их недрах температурах в десятки миллионов градусов, избыточная часть массы водородных ядер при синтезе из них ядер других элементов превращаетс г в кванты лучистой энергии. Солнце, как и другие звезды,—это не что иное, как космические атомные котлы непрерывного действия, а водород — это то космическое горючее , которое в процессе своего преобразования в другие, элементы обеспечивает непрерывное излучение энергии звездами. Если бы атомный вес водорода был не 1,008, а 1, звезды погасли бы, а вместе с прекращением их излучения прекратились бы все макроскопические формы движения и жизнь на озаряемых ими планетах, Аналогичное превращение лежит в основе водородной бомбы. [c.184]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология