Проблема управляемого термоядерного синтеза - одна из важнейших задач, стоящих перед человечеством.
Человеческая цивилизация не может существовать, а тем более развиваться без энергии. Все хорошо понимают, что освоенные источники энергии, к сожалению, могут скоро истощиться. По данным Мирового энергетического совета, разведанных запасов углеводородного топлива на Земле осталось на 50-80 лет.
Исследователи всех развитых стран связывают надежды на преодоление грядущего энергетического кризиса с управляемой термоядерной реакцией. Такая реакция - синтез гелия из дейтерия и трития - миллионы лет протекает на Солнце, а в земных условиях ее вот уже пятьдесят лет пытаются осуществить в гигантских и очень дорогих лазерных установках, токамаках и стеллараторах. Однако есть и другие пути решения этой непростой задачи, и вместо огромных токамаков для осуществления термоядерного синтеза можно будет, вероятно, использовать довольно компактный и недорогой коллайдер - ускоритель на встречных пучках.
Для работы Токамака необходимо очень небольшое количество лития и дейтерия. Например, реактор с электрической мощностью 1 ГВт сжигает около 100 кг дейтерия и 300 кг лития в год. Если предположить, что все термоядерные электростанции будут производить 10 трлн. кВт/ч электроэнергии в год, то есть столько же, сколько сегодня производят все электростанции Земли, то мировых запасов дейтерия и лития хватит на то, чтобы снабжать человечество энергией в течение многих миллионов лет.
Кроме слияния дейтерия и лития возможен чисто солнечный термояд, когда соединяются два атома дейтерия. В случае освоения этой реакции энергетические проблемы будут решены сразу и навсегда.
В любом из известных вариантов управляемого термоядерного синтеза термоядерные реакции не могут войти в режим неконтролируемого нарастания мощности, следовательно, таким реакторам не присуща внутренняя безопасность.
Отличительной особенностью термояда является почти полная радиационная безопасность. Специалисты утверждают, что термоядерная электростанция с тепловой мощностью 1 ГВт в плане радиационной опасности эквивалентна урановому реактору деления мощностью 1 КВт - типичный университетский исследовательский реактор. Это обстоятельство во многом является решающим фактором, вызывающим пристальное внимание правительств ведущих стран к термоядерной энергетике при тесном международном сотрудничестве в этой области. Создана специальная международная программа, призванная в ближайшем будущем избавить человечество от надвигающегося энергетического кризиса.
До начала 1990-х годов, ни о каком сотрудничестве в области термояда речи не было. Все усилия двух супердержав были направлены на создание все более мощного термоядерного оружия, а проблемы энергетики рассматривались как "побочный продукт". Тем не менее, в 1954 г. в СССР под руководством Леонтовича в Институте атомной энергии удалось построить первый Токамак. Нарастание мощности термоядерных реакций в середине 1960-х годов позволило серьезно "подтолкнуть" проблему управляемого термоядерного синтеза.
Чернобыльская трагедия, многочисленные аварии на ядерных реакторах военного назначения, как в России, так и США, а, главное, изменение коренным образом общеполитической ситуации в мире привели к тому, что в 1998 г. при участии России, США, стран Европы и Японии был закончен инженерный проект Токамак-реактора "ИТЕР", рассчитанного на долговременное термоядерное горение смеси дейтерия с литием. Программа "ИТЕР" стоимостью 5 млрд. долл. предусматривает строительство в 2010-2015 гг. экспериментального Токамака мощностью 1 ГВТ, а в 2030-2035 годы планируется закончить строительство первого в мире демонстрационного термоядерного реактора производить электричество, избавив нас, таким образом, от проблемы "снабжения".
Объяснение:
Некоторые могут записать данную ядерную реакцию так
9 4 Ве + γ → 4 2 Не + 4 2 Не + 1 0 n
Однако это будет грубая ошибка использование в данной реакции 9 4 Ве так как в ходе облучения гамма квантами он не может распадаться на другие ядра атомов так как 9 4 Ве стабилен .
Правильная запись данной ядерной реакции будет выглядеть следующим образом
8 4 Ве + γ → 4 2 Не + 4 2 Не + 0 0 γ
При облучении 8 4 Ве гамма квантами он может распадаться на другие элементы так как 8 4 Ве нестабилен , а неизвестная частица образовавшееся в ходе этой реакции – фотон .
Если через замкнутый проводящий контур (а он у нас таковой) проходит магнитный поток, который изменяется со временем, то в этом контуре возникает индукционный ток, т. е. наблюдается явление электро-магнитной индукции. Закон ЭМИ:
Вместо буковки F должна быть буковка Ф -магнитный поток, пронизывающий контур. Он равен произведению магнитной индукции (В - магнитное поле остаётся неимзенным само по себе), на площадь контура (S - контур сам по себе не изменияется) и на косинус угла между вектором В и нормалью (перпендикуляром к площади рамки). Последний как раз и меняется, что есть причиной изменения магнитного потока через контур. Меняется он от 0 до 90 градусов.
С другой стороны причиной возникновения ЭДС есть имзенение магн. поля, т.е. в роли источника выступает магн. поле и мы пишем закон Ома для полной цепи:
Приравниваем два закона, сокращаем на время и получаем:
Отсюда формула для заряда: