Термоядерні процеси у зірках

Тип: Дипломна робота.
Наука: Астрономія.
Формат: docx.
К-сть сторінок: 33.
Короткий опис:

ВСТУП
РОЗДІЛ І: НАРОДЖЕННЯ Й ЕВОЛЮЦІЯ ЗІРОК
1.1 Сонце і зорі.
1.2 Життя зірки.
1.3 Джерела енергії зірок.
1.4 Хімічний склад зір.
1.5 Внутрішня будова зірок.


РОЗДІЛ ІІ: ТЕРМОЯДЕРНІ ПРОЦЕСИ У ЗІРКАХ ТА НА ЗЕМЛІ.
2.1 Погляди учених на природу реакцій, що відбуваються у зірках.
2.2 Термоядерні процеси, що відбуваються на Землі
2.3 Термоядерні процеси у зірках.
ВИСНОВКИ
ДОДАТОК 1
ДОДАТОК 2
СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ

ВСТУП

Алхіміки колишніх часів довго шукали «філософський камінь» — спосіб перетворювати в золото малоцінні метали, їхні праці були марні, їхні мрії не збулися, атоми не бажали в їх руках перетворюватися один в одного, але в XX столітті наука знайшла, що з деякими атомами ці «чудеса» відбуваються самі по собі, тільки золота при цьому не виходить. Так, наприклад, атоми радіоактивних елементів урану і торію зазнають довгий ряд перетворень в інші атоми. Ці незвичайні перетворення атомів урану і торію супроводжуються викиданням з їхніх надр ядер більш легкої речовини — гелію і виникненням електронів і дуже короткохвильових «твердих» (з малою довжиною хвилі) електромагнітних променів, називаних γ-променями. Зрештою уран і торій перетворюються у свинець.

Ядра атомів гелію чи α-частинки, що летять зі швидкістю близько 20 000 км/сек, виявилися тими снарядами, якими вчені змогли зруйнувати ядра деяких інших атомів і розкрити для нас їхню природу. Налітаючи з великою швидкістю на них, α-частинки розбивали ці ядра й утворювали з осколків нові хімічні елементи. Для цього треба було ці α-частинки добути і направити в потрібне місце. Так англійський фізик Резерфорд у 1919 р. здійснив мрію алхіміків про штучне перетворення елементів.

Зіштовхнувши ядро гелію Не4 з ядром азоту N4, йому удалося перетворити їх у два інших ядра: водню і кисню, щоправда, у формі рідкого ізотопу з атомною вагою 17. Але від цього, як ми вже знаємо, кисень не перестає бути киснем!

Альфа-частинки випромінюються радіоактивними атомами, але ще більш «бронебійні», краще сказати, «ядернобійні» снаряди виходять із штучно одержаних протонів, що розганяються, і ядер важкого водню (дейтронів).

За останні роки було штучно проведено безліч ядерних реакцій. З них особливий інтерес представили ті, котрі привели до нових радіоактивних ядер.

Конструктори бронебійної зброї, знаючи масу кулі, розраховують ту швидкість, що їй треба надати, щоб вона могла пробити броню заданої товщини. Подібно цьому, ми можемо розрахувати температуру, при якій енергія руху частинок, що руйнують, достатня для проникнення їх у надра атомних ядер.

Наприклад, два протони, що несуться назустріч один одному, можуть перебороти взаємне відштовхування (що посилюється при зближенні) лише при швидкості обумовленою температурою в 55 млн. градусів. Де ж можуть бути такі температури?! Їх немає не тільки в лабораторії, але і на поверхні зірок. Лише в їхніх надрах можемо ми очікувати знайти такі температури, і до цього нас приводили будь-які теорії внутрішньої будови зірок ще задовго до того, як ми стали розбиратися в ядерних реакціях. Там, у цих таємничих і невидимих надрах, вага шарів зоряної матерії створює дивовижний тиск і високу щільність газу. У пекельній тісноті скажено носяться часточки зіштовхуються одна з одною. При цих температурах і тисках ядра всіх легких атомів повинні оголитися, так що в хмарі уламків, що утворилася, відірваних, вільних електронів ще більше, ніж ядер. Кому-небудь з них удасться підхопити електрон, що мимо пролітає, але ненадовго. Наступне ж зіткнення повертає атомне ядро до його самітності. У земних і лабораторних умовах оболонки з зовнішніх електронів, як щит, почасти захищають ядра від фатальних зіткнень, у надрах же зірок тільки взаємне відштовхування служить цьому перешкодою. Найкраще захищені від ударів ядра важких елементів, у яких великий заряд ядра і тому велика відштовхуюча сила.

Виділення тепла і взагалі енергії при ядерних реакціях у надрах Сонця відчувається людством з перших днів його існування. Тепло Сонця уможливило виникнення і розвиток життя на Землі, і у відомому змісті ми можемо сказати, що ми з вами зобов’язані своїм існуванням тому, що в надрах далекого від нас Сонця йде безупинне виділення енергії разом з незначним зменшенням маси незначних атомів.

Щоб техніка майбутнього могла скористатися дивовижними запасами енергії, схованими в атомах, щоб людина змогла уникнути енергетичного голоду, що незабаром на неї чекає, потрібно пізнати природу цих незримих цеглинок всесвіту. Ще не всі таємниці атомних ядер розкриті, вся робота ще попереду.

Наведені вище аргументи і спонукали нас до розгляду цього питання.

Об’єкт дослідження: зірки.

Предмет дослідження: здатність ядер легких елементів до термоядерного синтезу та шляхи проведення керованого термоядерного синтезу в земних умовах, для застосування на користь людини.

Мета дослідження: систематизувати сучасні знання людини про термоядерні реакції.

Мета дослідження визначила наступні його завдання:

– Систематизувати сучасні знання людини про термоядерні процеси в цілому;

– Розглянути здатність ядер легких хімічних елементів до термоядерного синтезу;

– Дати прогноз на найближчі перспективи в використанні отриманих знань на практиці.

rar

 Завантажити