1. Атомдық ядролардағы заттың тығыздығын бағалаңыз

жүктеу/скачать 166,19 Kb.

бет	18/22
Дата	21.12.2023
өлшемі	166,19 Kb.
	#142420

1 ... 14 15 16 17 18 19 20 21 22

Термоядролық реакция

Шешімі:
Двигателдің ПӘК-і

(1)
мұндағы Р_Т – толық қуат, ол (2)

Е – t уақыттағы массасы m уран бөлінген кезде бөлінетін энергия.
Осы урандағы атомдар санын мына теңдіктен анықтау керек.

(3)
мұндағы М – уранның молярлық массасы, N_A – Авогадро тұрақтысы.

Сонда энергия

(4)
(1) – (4) формулаларды пайдаланып, ПӘК анықтаймыз:

Сан мәндерін қойып, (ХБЖ-дағы мәндер) тапқанда .

Термоядролық реакция
1. Сутегі изотопы ядроларының – дейтерий мен тритийден – мына схема бойынша

термоядролық реакция жүрген кезде гелий ядросы синтезделеді. Реакция кезінде 17,6 МэВ энергия бөлінеді. Егер гелийдің массасы 1 г болса, онда синтезделу кезінде қандай энергия бөлінеді?

Шешімі:
Массасы 1 г гелий синтезделуі кезіндегі энергияны анықтау үшін, 1 граммға келетін атомдар санын ядролық реакцияның шығу энергиясына көбейту керек: .
Гелий атомдарының саны:
Синтезделу кезіндегі энергия Е = 4,2·10¹¹ Дж
2. Массасы 1 г гелий синтезделуі кезіндегі бөлінетін энергия Е = 4,2·10¹¹ Дж. Осындай энергия алу үшін қанша тас көмір жағу қажет? Тас көмірдің меншікті жану жылуы 29 МДж/кг.

Шешімі:
Есептің шарты бойынша Q = E болса, онда

Сонымен, массасы 1 г гелий синтезделуі кезіндегі бөлінетін энергияға тең энергия алу үшін тас көмірдің массасы m = 1.56·10⁴ кг болуы керек.

3. Термоядролық реакция кезінде массасы 2 г дейтерий толық жануы үшін қандай энергия бөлінуі қажет?

Шешімі:
Бөлінген энергияны төмендегі формуламен анықтаймыз:

(1)
мұндағы E₀ – синтездің бір реакциясының энергиясы; N – реакция саны; E₀ = 17.6 МэВ.

Химиялық реакциясы сияқты, 2 г дейтерий 3 г тритиймен синтез реакциясына түседі, олай болса, . Бұл массалардың қатынасын ашып жазса,

;
осы теңдеуден реакция санын анықтаймыз:

(2)
Реакция санын (1) формулаға қойып: энергияны табамыз

(3)
Есептей келе энергия Е₁ = 1.06·10²⁵ МэВ = 1,7·10¹⁰ Дж екені шығады.

4. Термоядролық синтез реакциясы кезінде массасы 2 г дейтерий толық жануы үшін Е₁ = 1.06·10²⁵ МэВ энергия керек. Ал 5 г уранның барлық ядросының бөлінуі кезінде қандай энергия шығады? Шыққан энергияны дейтерийдің энергиясымен салыстырыңыз.

Шешімі:
Массасы 5 г уран – 235 бөлінгендегі энергия да алдыңғы есептегі формуламен анықталады:

(1)
бірақ бұл кезде Е₀ = 200 МэВ, ал N – ыдыраған ядролар саны:

(2)
(2) формуланы (1) формулаға қойып, табамыз:

.
Енді дейтерийдің энергиясымен салыстырайық, сонда екені шығады.

Синтез реакциясының энергиясы бөліну реакциясының энергиясына қарағанда 4 есе көп болып шығады.
5. Термоядролық реакция энергиясын есептңіз.

Берілгені: ; ;

;
Табу керек: Е

Шешімі:
Ядролық реакция энергиясы формуласы бойынша анықталады.

Массалық ақаудың мәндерін орнына қойып, тапқанда:

6. Бір протон және екі нейтрон бір ядроға біріккенде қанша энергия бөлінеді?

Шешімі: Ядролық синтез реакциясының
нәтижесінде тритий ядросы пайда болады. Ядролық реакцияның энергетикалық эффекті .
тритий массасы
Сонда

жүктеу/скачать 166,19 Kb.

Достарыңызбен бөлісу:

1 ... 14 15 16 17 18 19 20 21 22