Форма-трафарет Садовая дорожка Заработок для студента Заказать диплом Cкачать контрольную Курсовые работы Репетиторы онлайн по любым предметам Выполнение дипломных, курсовых, контрольных работ Магазин студенческих работ Диссертации на заказ Заказать курсовую работу или скачать? Эссе на заказ Банк рефератов и курсовых Элементы квантовой механики Кинематика примеры задач Расчёт цепей переменного тока Трехфазная цепь переменного тока Магнитные цепи Расчёт параметров трёхфазного трансформатора Термоядерные реакции дают наибольший выход энергии на единицу массы «горючего», чем любые другие превращения, в том числе и деление тяжелых ядер. Например, количество дейтерия в стакане простой воды энергетически эквивалентно примерно 60 л бензина. Поэтому заманчива перспектива осуществления термоядерных реакций искусственным путем. Впервые искусственная термоядерная реакция осуществлена в нашей стране (1953), а затем (через полгода) в США в виде взрыва водородной (термоядерной) бомбы, являющегося неуправляемой реакцией. Взрывчатым веществом служила смесь дейтерия и трития, а запалом — «обычная» атомная бомба, при взрыве которой возникает необходимая для протекания термоядерной реакции температура. Устройство, в котором поддерживается управляемая реакция деления ядер, называется ядерным (или атомным) реактором. Схема ядерного реактора на медленных нейтронах приведена на рис. 16.12. Ядерная реакция протекает в активной зоне реактора, которая заполненазамедлителем и пронизана стержнями, содержащими обогащенную смесь изотопов урана с повышенным содержанием урана-235 (до 3 %). В активную зону вводятся регулирующие стержни, содержащие кадмий или бор, которые интенсивно поглощают нейтроны. Введение стержней в активную зону позволяет управлять скоростью цепной реакции. Активная зона охлаждается с помощью прокачиваемого теплоносителя, в качестве которого может применяться вода или металл с низкой температурой плавления (например, натрий, имеющий температуру плавления 98 °C). В парогенераторе теплоноситель передает тепловую энергию воде, превращая ее в пар высокого давления. Пар направляется в турбину, соединенную с электрогенератором. Из турбины пар поступает в конденсатор. Во избежание утечки радиации контуры теплоносителя I и парогенератора II работают по замкнутым циклам. Турбина атомной электростанции является тепловой машиной, определяющей в соответствии со вторым законом термодинамики общую эффективность станции. Человек стоит на скамье Жуковского и ловит рукой мяч массой т=0,4 кг, летящий в горизонтальном направлении со скоростью υ=20 м/с. Траектория мяча проходит на расстоянии r =0,8 м от вертикальной оси вращения скамьи. С какой угловой скоростью w начнет вращаться скамья Жуковского с человеком, поймавшим мяч, если суммарный момент инерции J человека и скамьи равен 6 кг-м2? Рис. 16.12. Схема устройства ядерного реактора на медленных нейтронах Наряду с ядерным реактором, работающим на медленных нейтронах, большой практический интерес представляют реакторы, работающие без замедлителя на быстрых нейтронах. В таких реакторах ядерным горючим является обогащенная смесь, содержащая не менее 15 % изотопа . Преимущество реакторов на быстрых нейтронах состоит в том, что при их работе ядра урана-238 (), поглощая нейтроны, посредством двух последовательных β–-распадов превращаются в ядра плутония (см. (16.43)), которые затем можно использовать в качестве ядерного топлива. Коэффициент воспроизводства таких реакторов достигает 1,5, т. е. на 1 кг урана-235 получается до 1,5 кг плутония. В обычных реакторах также образуется плутоний, но в гораздо меньших количествах.Первый ядерный реактор был построен в 1942 году в США под руководством Э. Ферми. В нашей стране первый реактор был построен в 1946 году под руководством И. В. КурчатоваТермоядерные реакцииЯдерный синтез, т. е. образование из легких ядер более тяжелых является источником огромных энергий. Для синтеза ядер необходимы очень высокие температуры, этот процесс называется термоядерной реакцией.Чтобы два ядра вступили в реакцию синтеза, они должны сблизиться на расстояние действия ядерных сил порядка 2·10–15 м, преодолев электрическое отталкивание их положительных зарядов. Для этого средняя кинетическая энергия теплового движения молекул должна превосходить потенциальную энергию кулоновского взаимодействия. Расчет необходимой для этого температуры T приводит к величине порядка 108–109 К. Это чрезвычайно высокая температура. При такой температуре вещество находится в полностью ионизированном состоянии, которое называется плазмой. Из-за случайного распределения частиц по скоростям всегда имеется некоторое число ядер, энергия которых значительно превышает среднее значение. Кроме того слияние ядер может произойти вследствие туннельного эффекта. Поэтому некоторые термоядерные реакции протекают с заметной интенсивностью уже при температурах порядка 107 К.Особенно благоприятны условия для синтеза ядер дейтерия и трития, так как реакция между ними носит резонансный характер. Именно эти вещества образуют заряд водородной (или термоядерной) бомбы. На данном этапе развития науки и техники удалось осуществить только неуправляемую реакцию синтеза в водородной бомбе. Высокая температура, необходимая для ядерного синтеза, достигается здесь с помощью взрыва обычной урановой или плутониевой бомбы, при взрыве которой возникает температура порядка 107 К. Реакция синтеза дейтрона (d) и ядра трития ()сопровождается выделением энергии, равной 17,6 МэВ, что составляет около 3,5 МэВ на нуклон. Для сравнения укажем, что деление ядра урана приводит к высвобождению приблизительно 0,85 МэВ на нуклон.Термоядерные реакции играют чрезвычайно важную роль в эволюции Вселенной. Энергия излучения Солнца и звезд имеет термоядерное происхождение.Осуществление управляемых термоядерных реакций дало бы человечеству новый экологически чистый и практически неисчерпаемый источник энергии. Однако получение сверхвысоких температур и удержание плазмы, нагретой до миллиарда градусов, представляет собой труднейшую научно-техническую задачу на пути осуществления управляемого термоядерного синтеза.Квантово-механический осциллятор1.Гармонический осциллятор- точка или система точек, совершающая гармонические колебания.X=ACosωtF = — c x c – коэффициент упругостиСила упругая или квази упругаяF= — grad UU = cx2/22.Классический гармонический осциллятор(рисунок шарик на пружинке)md2x/dt2 = -cx Fy = -cxd2x/dt2 + cx/m =0 c/m=ω02d2x/dt2 + ω02x = 0решение: x = ACos(ω0 + φ0) — смещение от положения равновесияV = dx/dt = — A ω0Cos(ω0t + φ0) T = mV2/2 = (m A2 ω02 / 2) Sin2(ω0t + φ0)U = cx2/2 = (cA2Cos2(ω0t + φ0))/2U = (m A2 ω02 Cos2(ω0t + φ0)) / 2E = T + U = m A2 ω02 / 2-A, A – точки поворота – U=EВероятность местонахождения dW/dx – плотность вероятности(интеграл от –A до А)(Wdx) = 13.Квантово-механический осцилляторЭлектрон в атоме, атом в кристалле… колеблющаяся частица ???Уравнение Шредингера(- ħ2/2m) (d2 ψ /dx2 ) + (cx2/2) ψ = 0Решение: ψ = An eαx^2An – нормирующий множительПси функции удовлетворяют стандартным естественным условиям не при всех EЭнергия осциллятораE = (2n + 1) ħ ω0/ 2 n = 0,1,2,3…ħ ω0 – расстояние между уровнямиЭнергия меняется по параболическому законуEmin, n=0: Emin = ħ ω0 /2n=1: E1 = 3ħω0 /2n=2: E2 = 5ħω0 /2Классический гармонический осциллятор может находится в состоянии покоя, механический – нет.ħω0 – энергия нулевых колебанийнулевые колебания – колебания которые квантово-механический осциллятор совершает при t=0ставили опыты. Интенсивность рассеяния при определенных условиях минимальна. При t=0 колебания есть, иначе было бы нарушение ∆x∆Px>= ħ (соотношение неопределенности импульса и координат)доказано при наблюдении рассеивания света на монокристалл.С возрастанием n, квантово-механический осциллятор стремится к классическому.Техника реакторов на быстрых нейтронах находится в стадии поисков наилучших инженерных решений. Первая опытно-промышленная станция такого типа мощностью 350 МВт построена в г. Шевченко на берегу Каспийского моря. Она используется для производства электроэнергии и опреснения морской воды, обеспечивая водой город и прилегающий район нефтедобычи с населением порядка 150 000 человек. Шевченковская АЭС положила начало новой «атомной отрасли» — опреснению соленых вод, которая в связи с дефицитом пресноводных ресурсов во многих районах может иметь большое значение. Трехфазная схема выпрямления с нулевой точкой