Plazma - a negyedik halmazállapot
Book reshebnik és hamarosan ez lesz a helyszínen
Kedves tanulók!
Most már használhatja az oldal több mint 20.000 összefoglalók, jelentések, kiságy, irány és diploma rabotami.Prisylayte minket az új művek, és közzéteszi azokat. Nézzük tovább építsük esszékötetem együtt.
Összesen 19 436 Abstracts.
Plazma - a negyedik halmazállapot - (összefoglaló)
A „plazma” (a görög „plazma”. - „Megjelenés”) a közepén a XIX. Ezek vált ismertté, mint a színtelen része a vérben (anélkül, hogy a vörös és fehér vérsejtek), és a folyadék, amely kitölti az élő sejtek. 1929-ben az Amerikai Fizikai IrvingLongmyur (1881-1957) Vékonyan Eleven (1897-1971) az úgynevezett ionizált gáz kisülési csőbe. Angol William Crookes (1832-1919), aki tanult elektromos kisülés csövek kifinomult levegő, ezt írta: „A jelenségek evakuált csövekben nyitnak egy új világot a fizikai tudomány, amelyben számít létezhet egy negyedik állapotban van.”
Attól függően, hogy a hőmérséklet bármilyen anyagból változtatja meg az állapotát. Így a víz negatív (Celsius-fok) hőmérsékleten van a szilárd állapotban a 0-tól 100 „C -. A folyadék 100 ° C felett a gáznemű Ha a hőmérséklet tovább emelkedik, az atomok és a molekulák kezdik elveszíteni ionizált elektronok és gázt egy plazma. hőmérsékleten több mint 1 000 000 ° C a plazma teljesen ionizovana- áll csak az elektronok és pozitív ionok. a plazma halmazállapot -az leginkább elterjedt a természetben, a számlák mintegy 99% -a az univerzum tömegének. Nap, a csillagok többségének, ködök egy teljes Stu ionizált plazma. A külső része a Föld légkörének (az ionoszféra) is a plazma.
Több sugárzási övek felett elrendezett tartalmazó plazma. Aurora, villám, köztük a labdát, -Minden ezek különböző típusú plazma, amely megfigyelhető természetes körülmények között a Földön. És csak egy kis része a világegyetem anyag a szilárd sostoyanii- bolygók, aszteroidák és por ködök.
Under plazmafizika megérteni álló gáz elektromosan töltött és semleges részecskék, ahol a teljes elektromos töltés nulla, m. P. kvázi-semlegesség állapotban (tehát, például egy sugár az elektronok repülő nélkül vákuumban plazmában: ez negatív töltést hordoz).
HOGYAN KELL ALKALMAZNI a plazmában
A plazma a legelterjedtebb világítástechnika -to kisülőlámpák, megvilágítva az utcán, és a fénycsövek használt szoba. Emellett, a különböző ürítőszerkezeteket: elektromos áram egyenirányítók, feszültség stabilizátorok, plazma generátorok és erősítők ultramagas frekvenciájú (UHF), kozmikus részecske számláló. Minden úgynevezett gáz lézerek (.., hélium-neon, kripton, szén-dioxid, stb) ténylegesen a plazma: gázkeverék ionizáltak a villamos kisülés.
Tulajdonságok jellemző a plazma, az elektronok az elektromos vezetőképessége a fém (ionok, amelyeket rögzített a kristályrácsban, a díjak semlegesítjük), több szabad elektronok és a mozgatható „lyukak” (pozíció) a félvezetők. Ezért, az ilyen rendszer az úgynevezett plazma szilárdanyag
A gáz plazma általában osztva alacsony hőmérsékleten - akár 100 ezer fok, és a magas hőmérsékletű -. A 100 millió K. Vannak generátorok az alacsony hőmérsékletű plazma - plazma generátorok, amelyek használata egy elektromos ív. A plazmaégő fűthető szinte bármilyen gáz 7.000-10.000 fokkal század között van vagy ezredmásodperc. Létrehozásával a plazmavágó új tudományterület -plazma kémia: számos kémiai reakciók felgyorsulnak, vagy csak a plazma jet. Plazmafáklyákkal használják a bányászatban és forgácsoló. Is létrehozott plazma motorok, MHD erőmű. Kifejlesztett különböző áramkörök a plazma gyorsulása a töltött részecskék. A központi feladata a plazma fizika van a probléma a szabályozott termonukleáris fúzió. Fusion úgynevezett szintézis reakció nehezebb atommagok a magok könnyű elemek (elsősorban a hidrogén izotópjai - deutérium D és a trícium T) előforduló nagyon magas hőmérsékleten ( „108 K vagy magasabb) In vivo termonukleáris reakciók lépnek fel a nap: hidrogén atommag csatlakoztatható minden más alkotó hélium atommag, ez generál jelentős mennyiségű energiát. Mesterséges nukleáris fúziós reakció végeztek hidrogén bombát.
Ellenőrzött termonukleáris reakciók
Úgy véljük, hogy a készletek kémiai üzemanyag emberiség több évtizedre. Limited és bizonyított tartalékok a nukleáris üzemanyag. Menteni az emberiséget az éhségtől és energiát vált szinte kimeríthetetlen energiaforrás lehet a szabályozott termonukleáris reakciók a plazmában. 1 liter tiszta vizet tartalmazott 0, 15 ml vizet egy nehéz (D2O). Az összefolyásnál deutérium atommagok 0, 15 ml D2O elkülönített azonos mennyiségű energiára, miközben az égése során a 300 liter benzin. A trícium természetesen szinte nem is létezik, de ez lehet előállítani bombázzák lítium izotóp neytronamin:
A nucleus hidrogénatom nem több, mint egy proton p. A deutérium tartalmaz, továbbá egy másik neutron, és a trícium nucleus - két neutron. Deutérium és a trícium reagálhatnak egymással tíz különböző módokon. De a valószínűsége az ilyen reakciók különböző időkben a több száz billió szer, és kolichestvovydelyayuscheysya energia - 10-15 alkalommal. Gyakorlati érdekesek ezek közül csak három:
D + D ® T + p + 4MeV;
D + D ® 3He + n + 3, 3MeV;
D + T ® 4He + n + 17, 6 MeV.
Ha az összes mag egy bizonyos összeget ugyanakkor reagálni, energia szabadul fel azonnal. Termonukleáris robbanás következik be. A szintézis reaktorban a reakció lassan kell végezni.
Végezzünk szabályozott termonukleáris fúzió nem volt lehetséges, amíg most, és a haszon is sokat ígér. Felszabaduló energia termonukleáris reakciók egységnyi tömegű üzemanyag, több millió alkalommal az energia egy kémiai üzemanyag, ezért százszor olcsóbb. A termonukleáris energia kibocsátás nélkül, az égéstermékek a légkörbe, és a radioaktív hulladékok kezelésére. Végül egy fúziós erőmű robbanás kizárt.
Szintézis során, az energia legnagyobb része (75% feletti) szabadul kinetikus energiaként neutronok vagy protonok. Ha lelassul a neutronok egy megfelelő anyagból készül, nem fűtött; a keletkező hő könnyen alakítani elektromos energiává. A kinetikus energia a töltött részecskék-protonok - átalakítása villamos közvetlenül. A sejtmagban a szintézis reakcióban kell csatlakoztatni, de ezek pozitív töltésű, és így a Coulomb-törvénynek, taszítják. Ahhoz, hogy az taszító erő, akár a deutérium és a trícium magok, amelyek a legkisebb költség (Z. = 1) előírja egy energia körülbelül 10 keV vagy 100. Ez megfelel a hőmérséklet a rendelést 108-109K. Ilyen hőmérsékleten, minden olyan anyag olyan állapotban van, a magas hőmérsékletű plazma.
Abból a szempontból a klasszikus fizika, fúziós reakció lehetetlen, de itt jön a segítségére tisztán kvantovyy- alagút hatást. Számított, hogy a hőmérséklet a gyújtási, ahonnan az energia kibocsátás meghaladja annak elvesztése a reakció a deutérium trícium (DT) körülbelül 4, 5 * 107 K, míg a reakció deutérium-deutérium (DD) - 4 * körülbelül 108 K. Természetesen, előnyösen, a reakció DT. Melegítsük fel a plazma elektromos áram, lézersugárzás, elektromágneses hullámok más módon. De fontos, hogy ne csak a magas hőmérsékletet.
Minél nagyobb a koncentráció, annál gyakrabban ütköznek más részecskék, így úgy tűnhet, hogy a termonukleáris reakciók jobb használni nagy sűrűségű plazma. Azonban, ha a plazma foglalt 1sm3 1019chastits (molekulák koncentrációja a gáz normál feltételek mellett), az abban uralkodó nyomás hőmérsékleten fúziós reakciók elérte körülbelül 106 atm. Az ilyen nyomás nem ellenállni bármelyike design, hanem azért, mert a plazma kell ritkított (amelynek koncentrációja körülbelül 1015 részecske per 1 cm3). Ütközések részecskék között ebben az esetben kevésbé gyakori, és hogy a reakció szükséges, hogy növeljék a tartózkodási idő a reaktorban, vagy a retenciós idő. Ez azt jelenti, a termonukleáris reakciók kell vizsgálni a termék koncentrációjának plazma részecskék idején megtartása. A reakciók DD ezt a terméket (az úgynevezett Lawson kritérium) van 1016 / cm3, és a reakcióelegyet DT - 1014s / cm3. Következésképpen, DT reakció észre könnyebb, mint a DD. Amikor kezdő plazma kutatás, úgy tűnt, hogy a testmozgás képes lesz gyorsan szabályozott szintézissel. De idővel világossá vált, hogy a magas hőmérsékletű plazma előforduló összetett folyamatok és szerepe a multi instabilitás. Ma már kifejlesztett többféle eszközt, amely várhatóan elvégzésére fúzió. A legtöbb perspektivnymischitayutsya tokamakok (rövidítés a „toroidális kamra mágneses KAatushkami”). Tokamak jelentése egy óriás transzformátor, amelynek primer tekercse van feltekercselve a mag, és a szekunder van egyetlen vitok- vákuumkamra formájában egy fánk, a tórusz (lat TORUS -. „Kidudorodás”) plazma vezeték belsejében. mágneses rendszer tartja kábelt közepén a kamra, és az aktuális több ezer amper felmelegíti a kívánt hőmérsékletre. Neutronok A fúzió során felszívódik vblankete-réteg anyaga a kamrát körülvevő. A során felszabaduló hő a hő felhasználható elektromos áram termelésére.
A mágneses mező a komplex alaktartó plazma egy tokamak körkörös kamrát ellene hat a saját területen, a plazma csipet, amely hajlamos arra, hogy hajlítsa a pályáját a töltött részecskék a plazmában. Stellarátort (a latin Stella -. Star „) plazma hagyjuk formájában amit” akar „, és már csak a területen, összenyomva a vezetéket. A vákuumkamra van egy nagyon bizarr látvány, és több mágneses tekercsek - egy meglehetősen bonyolult alakú. Kísérletek sztellarátorokat a különböző országokban, de hogy elérjék a kívánt hőmérsékletet és plazmaelkülönítés idő még nem sikerült. Egy alapvetően különböző eljárásban az inerciális szülést a plazma, alapján a tehetetlenség a reakcióelegyhez, amelyet a pillanatnyi hevítéssel (például lézer (impulzus) nem azonnal szétszórja. Ampulla, amely keveréke a deutérium és a trícium besugározzuk minden oldalról