Термоядерный синтез солнца презентация

Термоядерный синтез

Термоядерный синтез. В конце 30 – х годов 20 – го века американский физик Ханс Бете догадался , что источником энергии Солнца и других звезд являются реакции термоядерного синтеза, протекающие в недрах Солнца. Там при температуре, исчисляемой миллионами градусов, идет термоядерный синтез ядер гелия из ядер водорода : в результате трех последовательных реакций четыре ядра водорода превращаются в одно ядро гелия.

Слайд 7 из презентации «Солнце и другие звезды»

Размеры: 720 х 540 пикселей, формат: .jpg. Чтобы бесплатно скачать слайд для использования на уроке, щёлкните на изображении правой кнопкой мышки и нажмите «Сохранить изображение как. ». Скачать всю презентацию «Солнце и другие звезды.pptx» можно в zip-архиве размером 1997 КБ.

Презентация к уроку «Термоядерные реакции»
презентация к уроку по физике (9 класс) на тему

Фрагмент урока в 9 или 11 классе «Термоядерные реакции»

Скачать:

Вложение	Размер
Презентация к уроку «Термоядерные реакции»	1.46 МБ

Предварительный просмотр:

Подписи к слайдам:

Презентация по теме «ТЕРМОЯДЕРНЫЕ РЕАКЦИИ» для урока в 9 классе ГБОУ СОШ № 1362 учитель: Юденко М.Н.

Термоядерной (от лат. thermo – тепло) называется реакция слияния легких ядер ( таких, как водород, гелий и др.), происходящая при очень высоких температурах ( порядка сотен миллионов градусов ), сопровождающаяся выделением энергии

Слияние ядер дейтерия и трития:

Энергия, которая выделяется при термоядерных реакциях в несколько раз превышает энергию, выделяющуюся в цепных ядерных реакциях Синтез 4 г гелия Сгорание 2 вагонов каменного угля =

Условия протекания термоядерных реакций Высокие температуры, =>, большие энергии сталкивающихся ядер, необходимы для преодоления электростатических сил отталкивания одноименно заряженных частиц и сближения ядер на расстояния порядка действия ядерных сил

Неуправляемые термоядерные реакции Термоядерные реакции в природных условиях происходят лишь в недрах звезд Для их осуществления на земле необходимо сильно разогреть вещество либо ядерным взрывом, либо мощным газовым разрядом, либо гигантским импульсом лазерного излучения, либо бомбардировкой интенсивным пучком частиц

Водородная бомба Последовательность процессов, происходящих при взрыве водородной бомбы, можно представить следующим образом. Сначала взрывается находящийся внутри оболочки заряд-инициатор термоядерной реакции (небольшая атомная бомба), в результате чего возникает нейтронная вспышка и создается высокая температура, необходимая для инициации термоядерного синтеза. Нейтроны бомбардируют вкладыш из соединения дейтерия с литием-6. Литий-6 под действием нейтронов расщепляется на гелий и тритий. Затем начинается термоядерная реакция в смеси дейтерия с тритием, температура внутри бомбы стремительно нарастает, вовлекая в синтез все большее и большее количество водорода.

Управляемые термоядерные реакции Чтобы использовать термоядерную энергию в мирных целях, необходимо научиться проводить управляемые термоядерные реакции. Одна из основных трудностей в осуществлении таких реакций заключается в том, чтобы удержать внутри установки высокотемпературную плазму.

Плазма Для каждого состояния любого вещества характерен определенный интервал температур. При очень высоких температурах атомы и молекулы нейтрального газа теряют часть своих электронов и становятся положительными ионами. Когда температура достигает 10 4 о С , то газ уже представляет собой плазму. Плазма – четвертое состояние вещества .

Солнце и звезды можно рассматривать как гигантские сгустки горячей плазмы. В земных условиях с плазмой мы встречаемся при различных газовых разрядах (молния, искра, дуга и т.д.)

Впервые задачу по управляемому термоядерному синтезу в Советском Союзе сформулировал и предложил для неё некоторое конструктивное решение советский физик Лаврентьев О. А. Кроме него важный вклад в решение проблемы внесли такие выдающиеся физики, как А. Д. Сахаров и И . Е. Тамм, а также Л. А. Арцимович, возглавлявший советскую программу по управляемому термоядерному синтезу с 1951 года. Исторически вопрос управляемого термоядерного синтеза на мировом уровне возник в середине XX века. Известно, что И. В. Курчатов в 1956 году высказал предложение о сотрудничестве учёных-атомщиков разных стран в решении этой научной проблемы. Это произошло во время посещения Британского ядерного центра « Харуэлл »

Термоядерный реактор — устройство для получения энергии за счет реакций синтеза легких атомных ядер, происходящих при температурах порядка 10 8 К. Основное требование к термоядерному реактору: энерговыделение в результате термоядерных реакций должно превосходить затраты энергии от внешних источников на поддержание реакции

Термоядерные реакторы могут быть построены 1. на основе систем с магнитным удержанием плазмы, в которых нагрев и удержание плазмы осуществляется магнитным полем при относительно низком давлении и высокой температуре. Для этого применяются реакторы в виде токамаков , стеллараторов и т.д. 2. импульсные системы. В таких системах управляемый термоядерный синтез осуществляется путём кратковременного нагрева небольших мишеней, содержащих дейтерий и тритий, сверхмощными лазерными лучами или пучками высокоэнергичных частиц (ионов, электронов). Такое облучение вызывает последовательность термоядерных микровзрывов.

Токамак – тороидальная камера с магнитными катушками

Проблемы современной энергетики Нарастающее загрязнение окружающей среды требует перевода промышленного производства планеты на замкнутый цикл, когда образуется минимум отходов Ресурсы минерального топлива ограничены Переход энергетики на ядерные реакторы деления ставит сложные проблемы захоронения огромного количества радиоактивных отходов

Преимущества управляемого термоядерного синтеза •Единственными материальными «побочными» продуктами термоядерного синтеза являются гелий-4, безвредный инертный газ, и тритий, который используется в качестве дополнительного топлива. •Дейтерий легко добывается из воды. Лития более чем достаточно в земной коре. Тритий можно воспроизводить в реакторе. Для работы термоядерного реактора на основе D—Т-синтеза необходимы только три этих вещества. •Электростанция с термоядерным реактором не производит выбросов так называемых парниковых газов, угарного газа или пылевых загрязнителей, как это делают электростанции на природном топливе. •Работающий термоядерный реактор безопаснее атомного реактора. Если он поврежден, то расплавления не происходит, так как в земных условиях термоядерный синтез необходимо постоянно поддерживать, «подпитывая» реактор топливом и/или энергией. •Термоядерный синтез в земных условиях не является цепной реакцией, поэтому он не может выйти из-под контроля. Термоядерный реактор не взрывается. Термоядерная бомба способна взрываться потому, что взрывчатые компоненты (топливо для синтеза) в ней присутствуют в избытке и используются (реагируют) практически мгновенно, а не из-за цепной реакции. В термоядерном реакторе топлива для взрыва недостаточно.

Международный экспериментальный термоядерный реактор ИТЭР Термоядерный реактор будет построен в Кадараше (Франция) и введен в эксплуатацию примерно в 2016 году. Именно ТОКАМАК должен стать основой первого в мире экспериментального термоядерного реактора. Проблема управляемого термоядерного синтеза настолько сложна, что самостоятельно с ней не справится ни одна страна. Поэтому мировое сообщество избрало самый оптимальный путь — создание проекта международного термоядерного экспериментального реактора — ИТЭР, в котором на сегодня участвуют, кроме России, США, Евросоюз, Япония, Китай и Южная Корея .

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!

Для создания презентации использовались: Интернет – ресурсы; Учебник по физике для 9 класса А.В. Перышкин , Е.М. Гутник , М.: Дрофа – 2011 Учебное пособие «Плазма – четвертое состояние вещества» В.А. Орлов, С.В. Дорожкин , М .: Бином — 2005

Источник

Презентация на тему: Термоядерный синтез

«термоядерный синтез» Подготовили: студенты 1 курса «ВСГУТУ» Дмитрий Колесников Филатов Виктор

Содержание презентации Термоядерный синтез Лазерный термоядерный синтез

Определение Термоядерный синтез — процесс слияния лёгких атомных ядер, происходящий с выделением энергии

Требования к энергетике Доступность и практически неограниченные запасы топлива Высокие экологические характеристики Приемлемые экономические показатели стоимости энергии Возможность решать энергетическую проблему в глобальном масштабе

Задача термоядерной энергетики Основная задача термоядерной энергетики заключается в том , чтобы сделать термоядерные реакции управляемыми

Преимущество термоядерной энергетики позволит решить проблему энергетического кризиса высокая экологическая чистота в термоядерном реакторе, даже очень большой мощности, запас энергии и рабочих веществ довольно мал

Токамак В мире было сооружено около 300 установок типа токамак Наиболее крупные построены в Европе, Японии, США и России. Установка Т-10 (Россия) Установка TFTR (США) Установка JET (Англия) Установка JT-60 (Япония)

Схема токамака КТМ На рисунке приведена схема токамака КТМ в сечении и его вид с вакуумной камерой

Создание ИТЭР(ITER) ИТЭР (ITER – International Thermonuclear Experimental Reactor) Демонстрация научно технической осуществимости использования термоядерной энергии Достижение зажигания контролируемой термоядерной реакции Демонстрация режима длительного горения плазмы Разработка систем и технологий, необходимых для энергетического термоядерного реактора, и их испытание в интегрированном виде

Сооружение и инфраструктура ИТЭР Срок строительства 8-10 лет. Место строительства: Кадараш, Франция. Комплекс ИТЭР – это площадка размером 0,4 х 0,6 км. Примерная стоимость 5 млрд. евро

Лазерный термоядерный синтез

Солнце — природный термоядерный реактор

Текст Основными методами получения термоядерной энергии явл ТС и ЛТС Содержание презентации Термоядерный синтез Лазерный термоядерный синтез(след) Определение 1)Термоядерный синтез — процесс слияния лёгких атомных ядер, происходящий с выделением энергии 2) ТС отличается от традиционной ядерной энергетики тем, что в последней используется реакция распада, в ходе которой из тяжёлых ядер получаются более лёгкие ядра. В основных ядерных реакциях, которые планируется использовать в целях осуществления управляемого термоядерного синтеза, будут применяться дейтерий и тритий , а в более отдалённой перспективе гелий-3 и бор-11.(след) История развития 2)Впервые задачу по управляемому термоядерному синтезу в Советском Союзе сформулировал и предложил советский физик Лаврентьев О. А. 1)Кроме него важный вклад в решение проблемы внесли такие выдающиеся физики, как А. Д. Сахаров и И и Л. А. Арцимович, возглавлявший советскую программу по управляемому термоядерному синтезу с 1951 года.(След)

Источник

1. Основные сведения о Солнце. 2. Строение Солнца. 3. Атмосфера Солнца. 4. Температура, размеры и вращение Солнца. 5. Термоядерный синтез. 6. Явления, — презентация

Презентация была опубликована 7 лет назад пользователемАльбина Недозевина

Презентация на тему: » 1. Основные сведения о Солнце. 2. Строение Солнца. 3. Атмосфера Солнца. 4. Температура, размеры и вращение Солнца. 5. Термоядерный синтез. 6. Явления,» — Транскрипт:

2 1. Основные сведения о Солнце. 2. Строение Солнца. 3. Атмосфера Солнца. 4. Температура, размеры и вращение Солнца. 5. Термоядерный синтез. 6. Явления, происходящие на Солнце. 7. Солнечные пятна. 8. Вспышки. 9. Солнечный ветер 10. Солнце — рядовая звезда. 11. Звезды солнечного типа. 12. Ранние представления о Солнце 13. Список использованной литературы.

3 Солнце единственная звезда Солнечной системы, дневное светило. Вокруг Солнца обращаются другие объекты этой системы: планеты и их спутники, карликовые планеты и их спутники, астероиды, метеориты, кометы и космическая пыль. Солнечное излучение поддерживает жизнь на Земле (свет необходим для начальных стадий фотосинтеза), определяет климат. Полагают, что планеты и Солнце возникли 4–5 млрд. лет назад из гигантской газопылевой туманности. При этом Солнце вобрало в себя наибольшую часть массы. Свет от Солнца доходит до Земли всего лишь за 8 минут.

4 Центральная область внутреннего строения Солнца — это его ядро, где происходит ядерная реакция превращения водорода в гелий. В ходе этих реакций высвобождается энергия, которая в итоге высвечивается с поверхности Солнца в видимой области спектра. Над ядром, на расстояниях примерно от 0,20,25 до 0,7 радиуса Солнца от его центра, находится зона лучистого переноса. В этой зоне перенос энергии происходит главным образом с помощью излучения и поглощения фотонов. Конвективная зона — в которой из-за быстрого охлаждения самых верхних слоев энергия переносится самим веществом. Это напоминает процесс кипения жидкости, подогреваемой снизу. Внешние, наблюдаемые слои Солнца называются его атмосферой. Их излучение, хотя и частично, непосредственно достигает наблюдателя. Солнечная атмосфера, в свою очередь, также состоит из слоев.

5 Фотосфера (слой, излучающий свет) образует видимую поверхность Солнца. Её толщина от 100 [ до 400 км. Температура по мере приближения к внешнему краю фотосферы уменьшается с 6600 К до 4400 К. Эффективная температура фотосферы в целом составляет 5778 К Хромосфера — внешняя оболочка Солнца толщиной около 2000 км, окружающая фотосферу. Происхождение названия этой части солнечной атмосферы связано с её красноватым цветом. Температура хромосферы увеличивается с высотой от 4000 до К Корона последняя внешняя оболочка Солнца. Корона в основном состоит из протуберанцев и энергетических извержений, исходящих и извергающихся на несколько сотен тысяч и даже более миллиона километров в пространство, образуя солнечный ветер. Средняя корональная температура составляет от до К, а максимальная, в отдельных участках, от до К. Несмотря на такую высокую температуру, она видна невооружённым глазом только во время полного солнечного затмения, так как плотность вещества в короне мала, а потому невелика и её яркость. Солнечная корона во время солнечного затмения 1999 года.

6 Наблюдаемые слои Солнца вращаются вокруг некоторой оси, немного отклоняющейся от нормали к плоскости эклиптики. Вращение происходит не как у твердого тела: его период относительно земного наблюдателя (т.е. синодический) изменяется от 27 сут. на экваторе до 32 сут. у полюсов. Поэтому скорость вращения наружных слоев Солнца зависит от углового расстояния от экватора. На экваторе линейная скорость вращения составляет около 2 км/с. Такой характер вращения Солнца сохраняется вглубь на протяжении около км. Солнце удалено от Земли в среднем на расстояние км. Масса Солнца составляет 2·10 27 тонн, что в 333 тысячи раз больше массы Земли и в 743 раза превышает массу всех планет, вместе взятых. По земным меркам светимость Солнца колоссальна и достигает 3,85·10 23 кВт. Средний диаметр 1,392·10 9 м,Средняя плотность 1409 кг/м³, Наклон оси 7,25° Поверхность Солнца нагрета почти до 6000°С. В ее глубинах температура достигает °С Земля и Солнце (фотомонтаж с сохранением соотношения размеров)

7 В конце 30 – х годов 20 – го века американский физик Ханс Бете догадался, что источником энергии Солнца и других звезд являются реакции термоядерного синтеза, протекающие в недрах Солнца. Там при температуре, исчисляемой миллионами градусов, идет термоядерный синтез ядер гелия из ядер водорода : в результате трех последовательных реакций четыре ядра водорода превращаются в одно ядро гелия.

8 Солнце очень активно. Во время затмений видны протуберанцы — выбросы вещества разного размера, а также вспышки. С помощью специального оборудования вспышки можно разглядеть на фоне остальной поверхности. Они представляют собою мощные выбросы энергии и вещества. Температура вспышек выше средней температуры поверхности. Возникновение вспышек связано с неоднородностями (искажениями) магнитного поля. Вспышки порождают усиление корпускулярного (состоящего из частиц) потока от Солнца — солнечного ветра. Солнечный ветер на Земле вызывает магнитные бури и полярные сияния. Корональные выбросы массы на Солнце. Струи плазмы вытянуты вдоль арок магнитного поля ЭРУПТИВНЫЙ СОЛНЕЧНЫЙ ПРОТУБЕРАНЕЦ, сфотографирован ный во время полного солнечного затмения.

9 Солнечные пятна- темные области на Солнце. В 1908 Дж. Хейл открыл в солнечных пятнах сильное магнитное поле, выходящее из недр на поверхность. Пара пятен при этом образует пару полюсов поля — южный и северный. В годы повышенной солнечной активности магнитное поле искажено сильнее, и пятен на Солнце больше. В годы «спокойного» Солнца пятен может не быть вовсе. Форма и размеры пятен бывают различными. Их температура на ° ниже, чем у остальной поверхности Солнца, и лишь поэтому они кажутся темными. Холодными пятна можно считать только относительно прочих частей поверхности Солнца.

10 Хромосфера над группой солнечных пятен может неожиданно стать ярче и выстрелить порцией газа. Это явление, названное «вспышкой», — одно из труднообъяснимых. Вспышки мощно излучают во всем диапазоне электромагнитных волн — от радио до рентгена, а также нередко выбрасывают пучки электронов и протонов с релятивистской скоростью (т.е. близкой к скорости света). Они возбуждают в межпланетной среде ударные волны, достигающие Земли. Вспышки чаще происходят вблизи групп пятен со сложной магнитной структурой, особенно когда в группе начинается быстрый рост нового пятна; такие группы производят по несколько вспышек в день. Слабые вспышки случаются чаще сильных. Наиболее мощные вспышки занимают 0,1% солнечного диска и длятся несколько часов. Полная энергия вспышки составляет Дж.

11 Из внешней части солнечной короны истекает солнечный ветер поток ионизированных частиц (в основном протонов, электронов и α-частиц), распространяющийся с постепенным уменьшением своей плотности, до границ гелиосферы. Солнечный ветер разделяют на два компонента медленный солнечный ветер и быстрый солнечный ветер. Медленный солнечный ветер имеет скорость около 400 км/с и температуру 1,41,6·10 6 К и по составу близко соответствует короне. Быстрый солнечный ветер имеет скорость около 750 км/с, температуру 8·10 5 К, и по составу похож на вещество фотосферы. Медленный солнечный ветер вдвое более плотный и менее постоянный, чем быстрый. Медленный солнечный ветер имеет более сложную структуру с регионами турбулентности.

12 Чем крупнее звезда, тем больше ее истинная яркость. Имеется в виду яркость, с которой звезда сияет в пространстве, а не та яркость, которую мы оцениваем с Земли. Гигантские и сверхгигантские звезды излучают больше света, чем Солнце, потому что площадь их светящейся поверхности превосходит площадь светящейся поверхности Солнца. Звезды, которые уступают Солнцу своими размерами, излучают меньше света. Таких звезд много в нашей Галактике. Вселенная населена большей частью красными карликовыми звездами. Но они настолько тусклые, что лишь некоторые из них видны невооруженным глазом.

13 Эти звёзды в широком смысле похожи на Солнце. Они лежат на главной последовательности, их показатель находится между 0,48 и 0,8 (у Солнца этот показатель 0,65). В качестве альтернативы можно использовать спектр и тогда в звёзды солнечного типа можно включать жёлтые и оранжевые карлики, у которых показатель цвета находится между 0,5 и 1,0. Таким образом, в эту категорию может попасть примерно 10 % всех звёзд и тем самым можно установить верхнюю границу количества звёзд более или менее похожих на Солнце. Звезда Тау КитаЗвезда Эридана

14 Древний Египет Для египтян Солнце было богом Ра, с телом человека и головой сокола, увенчанной солнечным диском. Фараоны считались сыновьями Ра, Древняя Греция В греческой мифологии Солнцем был бог Гелиос, который разъезжал по небу на огненной колеснице

15 Анаксаго Афинский считал, что Солнце – раскаленный железный шар, величиной не более полуострова Пелопонес, удаленный от Земли на 30 тыс.км По Аристотелю, Солнце – твердый шар,а темные пятна – тени, отбрасываемые горловинами огромных отверстий

16 Л.Э. Генденштейн « Учебник по физике 11 класс» И.Б. Кибец « Физика»

Источник

Читайте также: Взошло солнце это утром

Термоядерный синтез солнца презентация