Ядерные реакции в звездах Физические основы ядерного синтеза Термоядерный синтез в земных условиях Токамак Реакторная технология Перспективы термоядерной энергетики Корпус ядерного реактора

Ядерная физика

Открытые магнитные конфигурации.

В системах открытой конфигурации проблема удержания плазмы в продольном направлении решается путем создания магнитного поля, силовые линии которого вблизи торцов камеры имеют вид сужающегося пучка. Заряженные частицы движутся по винтовым линиям вдоль силовой линии поля и отражаются от областей с более высокой напряженностью (где плотность силовых линий больше). Такие конфигурации (Рис. 12) называются ловушками с магнитными пробками, или магнитными зеркалами. Магнитное поле создается двумя параллельными катушками, в которых протекают сильные одинаково направленные токи. В пространстве между катушками силовые линии образуют «бочку», в которой и располагается удерживаемая Катушка с током Катушка с током пдазма 0днако экспериментально

установлено, что такие системы вряд ли в состоянии удержать плазму той степени плотности, которая необходима для работы реактора.

Рис.12 Классическая магнитная ловушка плазмы с катушками, которые создают поле, отражающее частицы к центру камеры реактора и таким образом удерживающее плазму в ограниченном пространстве.

Углеродно-азотный цикл – последовательность термоядерных реакций в звездах с участием катализаторов, приводящая к образованию гелия из водорода.

Параметры основных реакций углеродного цикла Таблица 1.6

Реакция

Энерго-

выделение,

МэB

Ср. время

реакции τ,

лет

1,94

3,6·102

2,22

2,7·10-5

7,55

1,0·102

7,29

2,5·104

2,76

5,6·10-6

4,97

1,1·105

26,73

τ – характерное время протекания реакции (время, за которое концентрация вступающего в реакцию изотопа С N, O уменьшилась бы в е раз, если бы этот изотоп не восполнялся бы за счет других реакций). Значения τ вычислены для температуры 3.107 К, плотности 10 г/см3. Сечение реакций углеродного цикла ограничено 10-4 барн.

Водородное горение, состоящее из протонного цикла и углеродного цикла, происходит у звезд главной последовательности. Скорости выделения энергии в этих циклах на Солнце сравниваются при температуре ≈ 13.106 К. Затем происходит гелиевое горение с синтезом углерода и кислорода.


Топливо для реакторов на быстрых нейтронах