Вашата кошница е празна

Пазаруване

Количество: 0

Общо: 0,00

0

Термоядрен реактор

Термоядрен реактор

Термоядреният синтез е природосъобразен и неограничен на практика източник на енергия.

Технологии

Ключови думи

фюжън реактор, ITER, ядрен синтез, ядрен реактор, ядрена енергия, деутерий, тритий, камерна реактор, плазма, генератор, трансформатор, турбини, охладителна кула, производството на електроенергия, контролен център, Франция, Енергия, природосъобразен, източник на енергия, физиката на елементарните частици, история на науката, изобретение, техника, физика, химия

Свързани ресурси

Сцени

ITER (Международен термоядрен експериментален реактор)

  • електропровод
  • трансформатор
  • газов резервоар
  • резервоар за течен азот
  • сервизна сграда
  • сграда за токамак - В тази сграда се намира термоядреният реактор. В реактора, тип токамак, с помощта на тороидален магнит плазмата плува във въздуха. термоядрената реакция се извършва в плазмата при температура ок. сто милиона °C.
  • лаборатория, офиси - В сградата са настанени офиси, библиотека, аудитории, заседателни зали, както и ресторант.
  • контролен център
  • сграда за резервни ресурси
  • охладителна кула
  • сгради за преобразуване на магнитната енергия - Пристигащият променлив ток се преобразува в прав ток, необходим за работата на електромагнитите на реактора, тип токамак.

Термоядрен реактор

  • централен соленоид - Функцията на тороидалната и полоидалната бобина е да създадат магнитно поле. В него плува плазмата, в която се извършва термоядрената реакция. Плуването на плазмата във въздуха е необходимо, тъй като температурата е много висока, около сто милиона °C, и не съществува материя, която да не се разтопи при тази температура.
  • изолационен слой - Тъй като плазмата в реактора - където се извършва термоядрената реакция - е с температура ок. сто милиона °C, необходима е подходяща изолация.
  • вакуумна камера - Тук се създава плазмата с температура сто милиона °C, в която се осъществява термоядрената реакция.
  • портове
  • тороидална бобина - Централният соленоид и полоидалната бобина създават магнитното поле. В магнитното поле плува плазмата, в която се извършва термоядрената реакция. Плуването на плазмата във въздуха е необходимо, тъй като температурата е много висока, около сто милиона °C, и не съществува материя, която да не се разтопи при тази температура.
  • полоидална бобина - Централният соленоид и полоидалната бобина създават магнитното поле. В магнитното поле плува плазмата, в която се извършва термоядрената реакция. Плуването на плазмата във въздуха е необходимо, тъй като температурата е много висока, около сто милиона °C, и не съществува материя, която да не се разтопи при тази температура.
  • плазма - Йонизиран газ, в който при определени обстоятелства се извършва термоядрената реакция при температура около сто милиона °C. Тази висока температура е необходима за огромната активизираща енергия за термоядрената реакция. Загряването се извършва с електрически ток и микровълново затопляне. Когато термоядрената реакция започне, плазмата се самоподдържа от освобождаващата се енергия и няма нужда от външна енергия.

Принцип на действие

  • микровълнова отоплителна система - Плазмата в реактора е с температура около сто милиона °C. Високата температура е необходима заради огромната активираща сила, която е необходима за термоядрената реакция. Загряването се извършва с електрически ток и микровълново затопляне. При тази екстремно висока температура започва термоядрената реакция. Когато термоядрената реакция започне, плазмата се самоподдържа от освобождаващата се енергия и няма нужда от външна енергия.
  • електромагнити - Плазмата с температура то милиона °C може да се съхранява само плувайки във въздуха. Това става с помощта на електромагнити.
  • камера на реактора
  • плазма - Йонизиран газ, в който при определени обстоятелства се извършва термоядрената реакция при температура около сто милиона °C. Тази висока температура е необходима за огромната активизираща енергия за термоядрената реакция. Загряването се извършва с електрически ток и микровълново затопляне. Когато термоядрената реакция започне, плазмата се самоподдържа от освобождаващата се енергия и няма нужда от външна енергия.
  • пара - Топлината, която се освобождава при ядрения синтез, от водата се образува пара, която се използва за произвоство на електричество.
  • вода - Топлината, която се освобождава при ядрения синтез, от водата се образува пара, която се използва за произвоство на електричество.
  • генератор
  • трансформатор
  • турбини - От парата, която преминава през тях, се произвежда електрическа енергия.

Термоядрен процес

По време на термоядрения синтез две атомни ядра се съединяват, в резултат на което се освобождава енергия. Най-подходящ за получаване на енергия е синтезът на двата хидрогенни изотопа, деутерий и тритий. Те се намират в практически неограничени количества.

Деутерият се състои от един протон и един неутрон, а тритият от един протон и два неутрона. По време на реакцията ядрата на деутерия и на трития се сблъскват и се образува едно ядро на хелий и един неутрон, т.е. освобождава се енергия. Освобождаването на енергия се обяснява с факта, че масата на хелийното ядро и на неутрона е по-малка от масата на атомните ядра на деутерия и трития, които са се съединили. Според прочутата формула на Айнщайн E = mc², намаляването на масата води до освобождаване на енергия.

E: освободената енергия,
m: излъчената маса,
c: скорост на светлината (300 000 км/с).

Активиращата енергия на термоядрения синтез е голяма, защото трябва да се преодолеят съществуващите между протоните сили на отблъскване. При звездите този процес протича при огромно налягане и високи температури. В токамаковия реактор налягането е по-ниско, отколкото при звездите, но температурата е по-висока: десетократно по-висока от температурата на Слънцето.

Анимация

  • централен соленоид - Функцията на тороидалната и полоидалната бобина е да създадат магнитно поле. В него плува плазмата, в която се извършва термоядрената реакция. Плуването на плазмата във въздуха е необходимо, тъй като температурата е много висока, около сто милиона °C, и не съществува материя, която да не се разтопи при тази температура.
  • изолационен слой - Тъй като плазмата в реактора - където се извършва термоядрената реакция - е с температура ок. сто милиона °C, необходима е подходяща изолация.
  • вакуумна камера - Тук се създава плазмата с температура сто милиона °C, в която се осъществява термоядрената реакция.
  • портове
  • тороидална бобина - Централният соленоид и полоидалната бобина създават магнитното поле. В магнитното поле плува плазмата, в която се извършва термоядрената реакция. Плуването на плазмата във въздуха е необходимо, тъй като температурата е много висока, около сто милиона °C, и не съществува материя, която да не се разтопи при тази температура.
  • полоидална бобина - Централният соленоид и полоидалната бобина създават магнитното поле. В магнитното поле плува плазмата, в която се извършва термоядрената реакция. Плуването на плазмата във въздуха е необходимо, тъй като температурата е много висока, около сто милиона °C, и не съществува материя, която да не се разтопи при тази температура.
  • плазма - Йонизиран газ, в който при определени обстоятелства се извършва термоядрената реакция при температура около сто милиона °C. Тази висока температура е необходима за огромната активизираща енергия за термоядрената реакция. Загряването се извършва с електрически ток и микровълново затопляне. Когато термоядрената реакция започне, плазмата се самоподдържа от освобождаващата се енергия и няма нужда от външна енергия.
  • микровълнова отоплителна система - Плазмата в реактора е с температура около сто милиона °C. Високата температура е необходима заради огромната активираща сила, която е необходима за термоядрената реакция. Загряването се извършва с електрически ток и микровълново затопляне. При тази екстремно висока температура започва термоядрената реакция. Когато термоядрената реакция започне, плазмата се самоподдържа от освобождаващата се енергия и няма нужда от външна енергия.
  • електромагнити - Плазмата с температура то милиона °C може да се съхранява само плувайки във въздуха. Това става с помощта на електромагнити.
  • камера на реактора
  • плазма - Йонизиран газ, в който при определени обстоятелства се извършва термоядрената реакция при температура около сто милиона °C. Тази висока температура е необходима за огромната активизираща енергия за термоядрената реакция. Загряването се извършва с електрически ток и микровълново затопляне. Когато термоядрената реакция започне, плазмата се самоподдържа от освобождаващата се енергия и няма нужда от външна енергия.
  • пара - Топлината, която се освобождава при ядрения синтез, от водата се образува пара, която се използва за произвоство на електричество.
  • вода - Топлината, която се освобождава при ядрения синтез, от водата се образува пара, която се използва за произвоство на електричество.
  • генератор
  • трансформатор
  • турбини - От парата, която преминава през тях, се произвежда електрическа енергия.

Дикторски текст

По време на термоядрената реакция две атомни ядра се съединяват и се освобождава енергия. Най-подходящ за получаване на енергия е синтезът на ядрата на деутерий и тритий.
Деутерият се състои от един протон и един неутрон, а тритият от един протон и два неутрона. По време на реакцията ядрата на деутерия и на трития се сблъскват и се образува едно ядро на хелий и един неутрон, т.е. освобождава се енергия.

Тъй като положително заредените протони на атомните ядра се отблъскват, е необходима голяма активираща енергия, за да попаднат атомните ядра в подходяща близост и да се осъществи синтезът. Когато реакцията свърщи, тогава се освобождава енергия, по-голяма от първоначалната, т.е. реакцията е екзотермична.

При ядрения синтез, който се извършва в звездите, активиращата енергия се дължи на огромното налягане и температурата в резултат на гравитационната сила.

Опустошителната сила на водородната бомба, създадена от Еде Телер и Станислав Улам, се дължи на ядрения синтез. Енергията, необходима за началото на ядрения синтез, се осигурява от избухването на атомна бомба.

Използването на ядрения синтез за мирни цели засега не е решено; въпреки че са изградени няколко експериментални реактора, те не са икономични: тяхното действие поглъща повече енергия, отколкото се освобождава по време на процеса. Въпреки това тази технология поражда големи надежди, тъй като в природата има практически неограничени количества тритий и деутерий, процесът е изключително чист, тъй като крайният продукт е хелий, който е напълно безопасен; средата не е подложена на опасност от радиоактивно лъчене, и в същото време от малко количество горивен материал може да се извлече огромно количество енергия.

Очаква се, в резултат на широкото международно сътрудничество, да се стигне до нов етап в строителството на термоядрени реактори. През 2006 г. започва изграждането на Международен експериментален термоядрен реактор в Южна Францоя. Съкращението на реактора на английски е ITER.

Синтезът се осъществява в плазма от тритий и деутерий; това е йонизиран газ, който се състои от освободени от атомите електрони и ядра на трития и деутерия. Активиращата енергия се осигурява като се загрее плазмата до около сто милиона °C. Тъй като при такава температура стените на реактора биха се стопили, плазмата плува във въздуха под формата на пръстен в магнитно поле. Магнитното поле се създава от тороидален електромагнит. Този тип термоядрени реактори се наричат токамак. Загряването се извършва с електрически ток, преведен през плазмата, и микровълново загряване. При тази екстремно висока температура започва термоядрената реакция.

По план изграждането на реактора трябва да приключи през 1918 г. При всеки отделен случай за максимум 400 секунди ITER ще произвежда 500 MW, като вложената енергия е 50 MW. ITER не е планиран за промишлено производство на електрическа енергия, а на първо място за разработка и тестване на необходимите технологии, но вече се проектира един демо реактор за 2000 MW, който ще се използва в производството.

В развитието на ITER вземат участие седем държави: Европейският съюз, Съединените щати, Япония, Южна Корея, Индия, Китай и Русия. Разходите, които по предварителни изчисление ще достигнат 16 милиарда евро, се финансират наполовина от Европейския съюз. Общите усилия навярно ще допринесат все по-нарастващите потребности на човечеството от енергия да бъдат задоволени по природосъобразен и безопасен начин.

Свързани ресурси

Слънце

Диаметърът на Слънцето е около 109 пъти по-голям от този на Земята. Състои се в голямато...

Типове звезди

Еволюция на звездите със средна и голяма маса.

Елементарни частици

Материята е изградена от кварки и лептони, а взаимодействията се предават от бозоните.

Атомна електроцентрала

В атомните електроцентрали освободената при ядрената реакция енергия се преобразува в...

Радиоактивност

Процесът на разпадане на нестабилните ядра се нарича радиоактивност.

Верижна реакция

Освободената при делене на атомното ядро енергия може да се използва както за мирни, така...

Образуване на молекула водород

Молекулата на водорода се състои от атоми на водорода, свързани помежду си чрез...

Атомни бомби (1945)

Атомната бомба е едно от най-разрушителните оръжия в човешката история.

Опитът на Ръдърфорд

Опитът на Ръдърфорд доказа, че съществуват положително заредени атомни ядра. Този опит...

Видове изкуствени спътници

Обикалящите около Земята изкуствени спътници се използват и за мирни, и за военни цели.

Развитие на небесната механика

Анимацията ни въвежда в света на астрономи и физици, променили нашата представа за вселената.

Занимателна география: астрономия

Слънчевата система крие множество любопитни факти.

"Спутник-1"

Произведеният в Съветския съюз спътник е първият космически апарат, изстрелян от Земята в...

Transformer

A transformer is a device used for converting the voltage of electric current.

Voyager space probes

The Voyager space probes were the first man-made objects to leave the Solar System. They...

Мисия Дон (Зора)

Изследванията на Веста и Церера ни дават информация за ранния период на Слънчевата...

Мисия "Нови хоризонти"

"Нови хоризонти" е космическа сонда, изстреляна през 2006 г., която изследва Плутон и...

Закони на Кеплер

Трите важни закона, които описват движението на планетите, са формулирани от Йохан Кеплер.

Вятърна електроцентрала

Вятърните електроцентрали преобразуват енергията на вятъра в електрична енергия.

Как работят слънчевата батерия и слънчевият колектор?

Анимацията показва как може да се използва слънчевата енергия.

Международна космическа станция (МКС)

В създаването на международната космическа станция са участвали 16 държави.

Слънчева електроцентрала

Слънчевата електроцентрала превръща слънчевата енергия в електричество.

ВЕЦ „Хувър Дем“

Величествената язовирна стена на река Колорадо в САЩ е наречена на Хърбърт Хувър, 31-вия...

Лабораторията на Мария Кюри

Мария Кюри, единственият човек, удостоен два пъти с Нобелова награда в две различни...

Полетът на Юрий Гагарин в Космоса (1961)

На 12 април 1961 г. от съветския космодрум Байконур излита космическият кораб „Восток-1“...

Electricity supply network

The purpose of the electricity supply network is to provide electricity for consumers.

Geothermal power station

Geothermal power stations convert energy of hot, high-pressure water found in deeper...

Space Shuttle

The Space Shuttle was a manned, reusable spacecraft operated by NASA.

Приливна водна електроцентрала

Водна електроцентрала, която преобразува енергията на морските приливи и отливи в...

Замърсяване на околната среда

Замърсяване на околната среда се нарича неблагоприятното въздействие, което дейността на...

Biogas power plant

Biogas can be produced from organic material (manure, plant waste, organic waste) using...

Water turbine, generator

Water turbines convert the kinetic energy of water into electric current.

Added to your cart.