Урок 53

Термоядерні реакції. Енергія Сонця й зір.

Мета уроку: Дати поняття штучної радіоактивності і термоядерної реакції. Розглянути процеси, що відбуваються в центрі зір.

Після відкриття природньої радіоактивності, постало питання, чи можна штучно заставити ядро одного атома перетворити на інший атом. Бомбардуючи атоми елементарними частинками (₁¹р, ₀¹п, -₁⁰е, ₂⁴ He), досягають нестабільності даного атому. Тобто атом стає радіоактивним. Цей процес називають штучною радіоактивністю.

₃⁶Li  + ₁¹р      →    ₂⁴ He + ₂³He

Пізніше були відкриті реакції термоядерного синтезу. Перша термоядерна реакція була відтворена в 1953 р радянськими вченими на чолі з Курчатовим на полігоні Семипалатинськ.

₁²Н  + ₁³Н     →     ₂⁴ He + ₀¹п

Для злиття необхідно, що б відстань між ядрами дорівнювала порядку  10^-14 м. Однак цьому перешкоджають кулонівські сили. Вони можуть бути подолані при наявності у ядер великої кінетичної енергії. Отже реакція термоядерного синтезу відбувається при температурі  порядку 10⁸ °С. Але енергія, що виділяється в результаті ≈ в 7 раз більша, ніж енергія, що виділяється при діленні тої самої маси урану.

Термоядерні реакції синтезу відбуваються в центрі зірок. В результаті утворюються атоми гелія-3 і гелія-4. Отже в складі ядра Сонця знаходяться  75% Н, 25% Не та менше ніж 1 % N, C, O.

₁¹Н  + ₁¹Н     →     ₁² H + ₁⁰е позитрон

₁²Н  + ₃⁶Li     →     ₂⁴ He + ₂⁴ He

₁¹Н  + ₃⁷Li     →     ₂⁴ He + ₂⁴ He

₁²Н  + ₁²Н     →     ₁³ H + ₁¹ p

₁²Н  + ₁²Н     →     ₂³ He + ₀¹п

₁¹Н  + ₁³Н   →       ₂⁴ He + γ

Д/з

                    ₁²Н  + ₁²Н      →      _…   + ₀¹п                  

  ₁¹Н  +    _….   →      ₂⁴ He + γ