Экология и производственная безопасность

22 ядрами других легких элементов. При- мером таких реакций являются: 1 Н 2 + 1 Н 3  2 Не 4 + 0 n 1 + Q; (Q = 17,6 МэВ); (1) 3 Li 6 + 1 Н 2  2 2 Не 4 + Q; (Q = 22,4 МэВ), (2) где Q – энерговыделения (энергетичес- кий эффект). Для слияния ядер необходимо, что- бы они сблизились на расстояние около 10 -12 см, т.е. чтобы они преодолели ку- лоновские силы отталкивания и попали в сферу действия ядерных сил. Если энергия относительного движения ядер меньше высоты кулоновского потен- циального барьера, образуемого элект- ростатическими силами отталкивания, то взаимодействие ядер оказывается воз- можным только за счет туннельного эффекта , вероятность которого быстро растет с ростом температуры. Примечание автора. Туннельный эффект – прохождение микрочастицы сквозь потенциальный барьер, т.е. сквозь такую область простран- ства, где потенциальная энергия мик- рочастицы больше ее полной энергии. Примером может служить  -радиоак- тивность. Исследованиями установле- но, что энергия  -частицы, вылетаю- щей из ядра, меньше потенциального барьера, удерживающего частицы в ядре. Например,  -частица, вылета- ющая из ядра изотопа урана U 238 , име- ет энергию 4,2 МэВ, тогда как высота потенциального барьера для этой  -ча- стицы составляет 28,1 МэВ. Туннельный эффект представляет собой специфически квантовое явление, связанное с корпускулярно-волновыми свойствами микрочастиц. При нагревании смеси до десятков миллионов градусов легкие элементы и их химические соединения превращают- ся в плазму, т.е. ионизированный квази- нейтральный газ, все частицы которого обладают энергиями теплового движе- ния в несколько КэВ: Е сред = 0,13Т КэВ (где Т дано в млн. градусов) и даже в десятки КэВ. Термоядерные реакции являются источником энергии Солнца и звезд. В 1938 г. было высказано два предполо- жения о возможных термоядерных ре- акциях на Солнце: протонно-протонный (или водородный) и углеродно-азотный (или углеродный) циклы: 1) протонно-протонный цикл ха- рактерен для температур  10 7 К и состо- ит из следующих последовательных превращений: 1 Н 1 + 1 Н 1  1 D 2 + +1 е 0 + 0 n 0 , где +1 е 0 – позитрон (частица с массой покоя, равной массе покоя электрона); 0  0 – нейтрино (электрически нейтраль- ная элементарная частица); 1 D 2 + 1 Н 1  2 Не 3 +  , 2 2 Не 3  2 Не 4 + 2 1 Н 1 . В результате такого цикла ядерных превращений из четырех протонов 1 Н 1 образуется ядро гелия и выделяется энергия около 25 МэВ; 2) углеродно-азотный цикл харак- терен для более высоких температур (  2  10 7 К) и состоит из следующих эта- пов: 6 С 12 + 1 Н 1  7 N 13 +  ; 1 Н 1  6 С 13 + +1 е 0 + 0  0 ; 6 С 13 + 7 N 14  7 N 14 +  ; 7 N 14 + 1 Н 1  8 О 15 +  ; 8 О 15  7 N 15 + +1 е 0 + 0  0 ; 7 N 15 + 1 Н 1  6 С 12 + 2 Не 4 . Тер-Тер