ГБОУ РМ СПО (ССУЗ) «Техникум Пищевой и перерабатывающей промышленности» Презентация по физике на тему: «Термоядерная энергия»
Выполнила Студентка Группы № 16 Алукаева Айгуль
Содержание презентации : 1. Океан энергии 2. Сегодня … 3. Процесс термоядерного синтеза 4. ТОКАМАК 5. События 20 -21 века 6. Итоги 7. Список использованного материала 8. Итоги
Океан энергии Как-то руководителя английской термоядерной программы лауреата Нобелевской премии Джона Кокрофта спросили, когда термоядерный реактор даст промышленный ток. Крокрофт ответил: "Через 20 лет". Это же вопрос ему задали через 7 лет. Ответ был прежним: "Через 20 лет". Журналисты не преминули припомнить Кокрофту его слова семилетней давности, но невозмутимый англичанин отрезал: "Вы видите, я не меняю своей точки зрения".
Сегодня все хорошо понимают, что освоенные источники энергии, к сожалению, неизбежно и скоро истощатся. Наиболее обеспеченные топливом атомные электростанции могли бы конечно, еще не одну сотню лет снабжать человечество электроэнергией. Однако наличие радиоактивных отходов "долгожителей", остающихся после их работы, и панический страх человечества последствий гипотетической аварии изрядно ограничивают возможность всеобщего перехода на атомную энергетику. А поэтому поиски альтернативных источников энергии идут особенно интенсивно.
Продолжающиеся уже 50 лет исследования в области управляемого термоядерного синтеза, судя по всему перешли в стадию технически реализуемых изделий. И поэтому в ближайшие 50 лет на земле должны появятся первые термоядерные электростанции, призванные решит проблему безопасного и практически неисчерпаемого источника энергии. Реакция слияния ядер называется термоядерной, потому что она реализуется за счет энергии теплового движения, позволяющим атомным ядрам преодолеть силу кулоновского отталкивания и сблизится настолько, что начинают действовать силы ядерного притяжения. Поэтому для запуска термоядерной реакции надо просто нагреть необходимые компоненты и удержать их вместе, не дав им разлететься из за огромного давления и скорости теплового движения. При 100 миллионах градусов, необходимых для начала реакции, электроны отрываются от ядер и вещество переходит в состояние плазмы. При таких температурах испарится любой материал, поэтому плазму в вакууме удерживают внутри реактора с помощью магнитного поля очень высокой напряженности. Поле не дает заряженным частицам вылетать за пределы "плазменного шнура", зато образующиеся вовремя реакции нейтроны магнитным полем не задерживаются и передают свою энергию стенкам установки, которые нагреваются за счет теплового излучения плазмы и охлаждаются, например жидки литием. Получающийся в парогенераторах пар можно направить на турбину, как в обычных электростанциях. П р о ц е с с т е р м о я д е р н о г о с и н т е з а
Токамак - (тороидальная камера с магнитными катушками) — тороидальная установка для магнитного удержания плазмы с целью достижения условий, необходимых для протекания управляемого термоядерного синтеза. ТОКАМАК - это один из вариантов устройства, способного формировать долгоживущую горячую плазму высокой плотности. При достижении определенных параметров плазмы в ней начинается термоядерная реакция синтеза ядер гелия из исходного сырья - изотопов водорода (дейтерия и трития). При этом в токамак - реакторе должно вырабатываться существенно больше энергии, чем затрачивается на формирование плазмы. ТОКАМАК
Впервые схема магнитного термоядерного реактора была предложена в 1950 году Андреем Дмитриевичем Сахаровым и Игорем Евгеньевичем Таммом. Токамак представляет по сути полый бублик (тор), на который намотан проводник, образующий магнитное поле. Основное магнитное поле в камере ловушке, содержащей горячую плазму, создается тороидальными магнитными катушками. Существенную роль в удержании плазмы играет плазменный ток, который протекает вдоль кругового плазменного шнура и создает полоидальное магнитное поле. Ток в плазме поддерживается вихревым электрическим полем, создаваемым первичной обмоткой индуктора. При этом плазменный шнур играет роль вторичной обмотки.
Основные события 20 -21 века, связанные с Термоядерной энергией:
27 июня 1945 года первая атомная электростанция с реактором АМ-1 (Атом Мирный) мощностью 5 МВт дала промышленный ток в подмосковном поселке Обнинске на территории так называемой "Лаборатории В" (ныне Государственный научный центр РФ "Физикоэнергетический институт").
16 июля 1945 года состоялся первый испытательный взрыв плутониевой атомной бомбы на полигоне в Нью-Мексико (США). Спустя несколько недель американцы уничтожили японские города Хиросиму (6 августа) и Нагасаки (9 августа), сбросив на них урановую и плутониевую бомбы с взрывным эквивалентами 15 000 тон тринитротолуола.
1 ноября 1952 года произведен взрыв специального устройства типа водородной бомбы под кодовым название "Майк", представлявшего собой более чем 50 тонный куб высотой с 2 этажный дом и длинной ребра 7. 5 м. Мощность взрыва, в результате которого был уничтожен остров на атолле Эниветок в Тихом океане, в 1000 раз превосходила мощность атомной бомбы сброшенной на Хиросиму.
12 августа 1953 года произведено первое испытание транспортабелной термоядерной бомбы на Семипалатинском полигоне. Мощность заряда соответствовала 30 "хиросимам".
1954 год в Институте атомной энергии был построен первый токамак. Данная тороидальная камера с магнитной катушкой стала прототипом современных управляемых термоядерных реакторов.
30 октября 1961 года в Советском Союзе на новой земле, была испытана самая мощная в мире водородная бомба с тротиловым эквивалентом 50 млн. т. Взрывная волна оказалась столь сильной, что выбила с текла в поселке Диксон, расположенном в 800 км от Новой Земли. Всего в мире к сегодняшнему дню взорвано более 2 000 ядерных и термоядерных зарядов, из них около 500 - в воздухе.
1991 год - впервые достигнута мощность термоядерной реакции в 1 МВт на современном токомаке - JET (Joint European Torus) в городе Абингдоне, недалеко от Оксфорда, в научном центре Cul ham lab. Сегодня на JET достигнут рубеж в 300 млн градусов и 16 МВт при секундной длительности импульса. 1998 год - закончен инженерный проект токамак-реактора ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor). Работы проводились совместными усилиями четырех сторон: Европы, России, США и Японии - с целью создания первого экспериментального реактора рассчитанного на достижение долговременного термоядерного горения смеси дейтерия с тритием. 2010 -2015 годы планируется завершить строительство токомак-реактора ITER с полной мощьностью термоядерных реакций не менее 1 ГВт при времени непрерывного горения плазмы десятки минут. Происходить оно будет с участием Канады но без США, вышедших из консорциума. Стоимость данного проекта оценивается в 5 млрд долларов.
Специалисты утверждают, что термоядерная электростанция с тепловой мощностью 1 ГВт в плане радиационной опасности эквивалентна урановому реактору деления мощностью 1 КВт (типичный университетский исследовательский реактор). И это обстоятельство во многом является решающим фактором, вызывающим пристальное внимание правительств многих стран к термоядерной энергетике. Почти полное отсутствие радиоактивных отходов и минимальность радиоактивной опасности даже в случае катастрофического разрушения термоядерного реактора в сочетании с огромными запасами топлива для таких электростанций делает термоядерную энергетику крайне перспективной в плане преодоления грядущего энергетического кризиса.
Краткие итоги Несмотря на большие успехи достигнутые в направлении связанные с термоядерной энергетикой, термоядерным реакторам предстоит еще пройти большой путь прежде, чем будет построен первый коммерческий термоядерный реактор. Развитие термоядерной энергетики требует больших затрат на развитие специальных технологий и материалов и на физические исследования. При нынешнем уровне финансирования термоядерная энергетика не будет готова раньше, чем 2020 -2040 г.
Список использованного материала http: //reactors. ru/pub/therm_nucl. htm http: //ru. wikipedia. org/ http: //images. yandex. ru/ http: //www. google. ru/ http: //www. youtube. com/ http: //video. yandex. ru/
СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ ! Саранск 2012 год
Скачать презентацию ГБОУ РМ СПО ССУЗ Техникум Пищевой и перерабатывающей
алукаева айгуль.pptx