Jakie jest źródło energii słonecznej? Jaka jest natura procesów generujących ogromne ilości energii? Jak długo jeszcze będzie świecić słońce?

Pierwsze próby odpowiedzi na te pytania podjęli astronomowie w połowie XIX wieku, po sformułowaniu przez fizyków prawa zachowania energii.

Robert Meyer zasugerował, że słońce świeci z powodu ciągłego bombardowania powierzchni przez meteoryty i cząstki meteorytów. Ta hipoteza została odrzucona, ponieważ proste obliczenia pokazują, że utrzymanie jasności Słońca przy nowoczesny poziom konieczne jest, aby na każdą sekundę spadało na nią 2 * 1015 kg materii meteorytowej. Za rok będzie to 6*1022 kg, a w okresie istnienia Słońca za 5 miliardów lat 3*1032 kg. Masa Słońca wynosi M = 2 * 1030 kg, dlatego w ciągu pięciu miliardów lat substancja powinna spaść na Słońce 150 razy więcej niż masa Słońca.

Druga hipoteza została wysunięta przez Helmholtza i Kelvina również w połowie XIX wieku. Postawili hipotezę, że słońce promieniuje, kompresując 60-70 metrów rocznie. Powodem skurczu jest wzajemne przyciąganie się cząstek Słońca, dlatego hipotezę tę nazywamy skurczem. Jeśli dokonamy obliczeń zgodnie z tą hipotezą, wiek Słońca nie będzie dłuższy niż 20 milionów lat, co jest sprzeczne ze współczesnymi danymi uzyskanymi z analizy rozpadu promieniotwórczego pierwiastków w próbkach geologicznych gleby ziemskiej i gleby Księżyc.

Trzecią hipotezę dotyczącą możliwych źródeł energii słonecznej wyraził na początku XX wieku James Jeans. Zasugerował, że w głębinach Słońca znajdują się ciężkie pierwiastki radioaktywne, które spontanicznie ulegają rozpadowi, podczas gdy energia jest emitowana. Na przykład przemianie uranu w tor, a następnie w ołów towarzyszy uwolnienie energii. Późniejsza analiza tej hipotezy również wykazała jej niespójność; gwiazda wykonana z samego uranu nie wyemitowałaby wystarczającej ilości energii, aby zapewnić pozorną jasność Słońca. Ponadto istnieją gwiazdy, których jasność jest wielokrotnie większa niż jasność naszej gwiazdy. Jest mało prawdopodobne, aby te gwiazdy również zawierały więcej materiału radioaktywnego.

Najbardziej prawdopodobną hipotezą okazała się hipoteza syntezy pierwiastków w wyniku reakcji jądrowych we wnętrzach gwiazd.

W 1935 roku Hans Bethe postawił hipotezę, że źródłem energii słonecznej może być reakcja termojądrowa, która przekształca wodór w hel. Za to Bethe otrzymał w 1967 roku Nagrodę Nobla.

Skład chemiczny Słońca jest mniej więcej taki sam jak większości innych gwiazd. Około 75% to wodór, 25% to hel, a mniej niż 1% to wszystkie pozostałe pierwiastki chemiczne(głównie węgiel, tlen, azot itp.). Zaraz po narodzinach Wszechświata w ogóle nie było elementów „ciężkich”. Wszystkie z nich, tj. pierwiastki cięższe od helu, a nawet wiele cząstek alfa, powstały podczas „spalania” wodoru w gwiazdach podczas syntezy termojądrowej. Charakterystyczny czas życia gwiazdy takiej jak Słońce wynosi dziesięć miliardów lat.

Głównym źródłem energii - cykl proton-proton - jest bardzo powolna reakcja (czas charakterystyczny 7,9 * 109 lat), ponieważ jest spowodowana słabym oddziaływaniem. Jego istota polega na tym, że jądro helu powstaje z czterech protonów. W tym przypadku uwalniana jest para pozytonów i para neutrin, a także energia 26,7 MeV. Liczba neutrin emitowanych przez Słońce na sekundę jest określona tylko przez jasność Słońca. Ponieważ uwolnienie 26,7 MeV wytwarza 2 neutrina, szybkość emisji neutrin wynosi 1,8 * 1038 neutrin/s.

Bezpośrednim sprawdzianem tej teorii jest obserwacja neutrin słonecznych. Neutrina wysokoenergetyczne (bor) są rejestrowane w eksperymentach chlorowo-argonowych (eksperymenty Davisa) i konsekwentnie wykazują brak neutrin w porównaniu z wartością teoretyczną dla model standardowy Słońce. Neutrina niskoenergetyczne powstające bezpośrednio w reakcji pp są rejestrowane w eksperymentach galowo-germanowych (GALLEX w Gran Sasso (Włochy - Niemcy) i SAGE w Baksan (Rosja - USA)); są też „niewystarczające”.

Według niektórych założeń, jeśli neutrina mają niezerową masę spoczynkową, możliwe są oscylacje (przekształcenia) różnych typów neutrin (efekt Michewa – Smirnowa – Wolfensteina) (istnieją trzy rodzaje neutrin: neutrina elektronowe, mionowe i tauronowe). Ponieważ inne neutrina mają znacznie mniejsze przekroje poprzeczne do oddziaływania z materią niż neutrina elektronowe, obserwowany deficyt można wytłumaczyć bez zmiany standardowego modelu Słońca, zbudowanego na podstawie całego zestawu danych astronomicznych.

Słońce przetwarza około 600 milionów ton wodoru na sekundę. Zapasy paliwa jądrowego wystarczą na kolejne pięć miliardów lat, po czym stopniowo zamieni się w białego karła.

Centralne części Słońca będą się kurczyć, nagrzewając, a ciepło przekazywane przez tę zewnętrzną powłokę doprowadzi do jej rozszerzenia do rozmiarów monstrualnych w porównaniu z nowoczesnymi: Słońce rozszerzy się tak bardzo, że połknie Merkurego, Wenus i wyda „paliwa” sto razy szybciej niż obecnie. To zwiększy rozmiar słońca; nasza gwiazda stanie się czerwonym olbrzymem, którego wielkość jest porównywalna z odległością Ziemi od Słońca! Życie na Ziemi zniknie lub znajdzie schronienie na planetach zewnętrznych.

Oczywiście zostaniemy powiadomieni z wyprzedzeniem o takim wydarzeniu, ponieważ przejście do nowego etapu zajmie około 100-200 milionów lat. Kiedy temperatura centralnej części Słońca osiągnie 100 000 000 K, hel zacznie się palić, zamieniając w ciężkie pierwiastki, a Słońce wejdzie w fazę złożonych cykli kurczenia się i rozszerzania. Na ostatnim etapie nasza gwiazda straci swoją zewnętrzną powłokę, centralny rdzeń będzie miał niewiarygodnie dużą gęstość i rozmiar, podobnie jak Ziemia. Minie jeszcze kilka miliardów lat, a Słońce ostygnie, zamieniając się w białego karła.

Źródło energii słonecznej

Wiedza to potęga

Obieg węgla

Jak wodór zamienia się we wnętrzu gwiazd w hel? Pierwszą odpowiedź na to pytanie znaleźli niezależnie Hans Bethe w USA i Karl-Friedrich von Weizsacker w Niemcy... W 1938 r. odkryli pierwszą reakcję, która przekształca wodór w hel i może zapewnić niezbędną energię do utrzymania gwiazd przy życiu. Nadszedł na to czas: 11 lipca 1938 r. rękopis Weizsäckera trafił do redakcji czasopisma „Zeitschrift für Physik”, a 7 września tego samego roku rękopis Bete trafił do redakcji pisma „Przegląd fizyczny”. W obu artykułach zaprezentowano odkrycie obiegu węgla. Bethe i Crichfield już 23 czerwca wysłali artykuł zawierający najważniejszą część cyklu proton-proton.

Ten proces jest dość skomplikowany. Do jego przepływu konieczne jest, aby oprócz wodoru w gwiazdach były obecne atomy innych pierwiastków, takich jak węgiel. Jądra atomów węgla działają jak katalizatory. Dobrze znamy się na katalizatorach z chemii. Protony przyłączają się do jąder węgla i tam powstają atomy helu. Następnie jądro węgla wypycha powstałe z protonów jądra helu i samo pozostaje niezmienione w wyniku tego procesu.

Rysunek przedstawia schemat tej reakcji, która wygląda jak zamknięty cykl. Rozważ tę reakcję zaczynając od góry figury. Proces rozpoczyna się od zderzenia jądra atomu wodoru z jądrem węgla z ogromna liczba 12. Nazywamy to C 12. Dzięki efektowi tunelowania proton może pokonywać siły elektrycznego odpychania jądra węgla i łączyć się z nim.

Przemiana wodoru w hel w cyklu węglowym reakcji Bethe we wnętrzach gwiazd. Czerwone faliste strzałki wskazują, że atom emituje kwant. promieniowanie elektromagnetyczne.

Nowy rdzeń składa się już z trzynastu ciężkich cząstki elementarne... Z powodu dodatniego ładunku protonu wzrasta ładunek pierwotnego jądra węgla. Powoduje to powstanie jądra azotu o liczbie masowej 13. Jest to oznaczone jako N 13. Ten izotop azotu jest radioaktywny i po chwili emituje dwie cząstki światła: pozyton i neutrino – cząstkę elementarną, o której usłyszymy później. W ten sposób jądro azotu przekształca się w jądro węgla o liczbie masowej 13, tj. w C 13. To jądro ponownie ma ten sam ładunek, co jądro węgla na początku cyklu, ale jego liczba masowa jest już o jeden więcej. Teraz mamy jądro innego izotopu węgla. Jeśli inny proton zderzy się z tym jądrem, ponownie pojawi się jądro azotu. Jednak teraz ma liczbę masową 14, czyli N 14. Jeśli nowy atom azotu zderzy się z innym protonem, to przechodzi w O 15, tj. do jądra tlenu o liczbie masowej 15. To jądro jest również radioaktywne, ponownie emituje pozyton i neutrina oraz przechodzi do N 15 - azotu o liczbie masowej 15. Widzimy, że proces rozpoczął się od węgla o liczbie masowej 12 i doprowadziło do pojawienia się azotu o liczbie masowej 15. Tak więc połączenie szeregowe protony prowadzą do pojawienia się coraz cięższych jąder. Niech jeszcze jeden proton dołączy do jądra N 15, wtedy z powstałego jądra wylatują razem dwa protony i dwa neutrony, które tworzą jądro helu. Ciężki rdzeń jest przekształcany z powrotem w oryginalny rdzeń węglowy. Koło jest kompletne.

W rezultacie cztery protony łączą się i tworzą jądro helu: wodór zamienia się w hel. Podczas tego procesu uwalniana jest energia, która wystarcza, aby gwiazdy świeciły przez miliardy lat.

Ogrzewanie materii gwiezdnej nie zachodzi na wszystkich etapach rozpatrywanego przez nas łańcucha reakcji. Materia gwiezdna jest podgrzewana częściowo dzięki kwantom promieniowania elektromagnetycznego, które przekazują swoją energię gazowi gwiezdnemu, a częściowo dzięki pozytonom, które niemal natychmiast anihilują ze swobodnymi elektronami gazu gwiezdnego. Podczas anihilacji pozytonów i elektronów powstają również kwanty promieniowania elektromagnetycznego. Energia tych kwantów jest przekazywana do materii gwiezdnej. Niewielka część uwolnionej energii jest odprowadzana z gwiazdy wraz z wyemitowanymi neutrinami. Niektóre niezrozumiałe kwestie związane z neutrinami rozważymy później.

W 1967 r. przyznano Beta nagroda Nobla w fizyce za odkrycie obiegu węgla, którego dokonał w 1938 r. wraz z von Weizsackerem. W tym przypadku Komitet Noblowski najwyraźniej zapomniał, że zaszczyt tego odkrycia należy do więcej niż jednej Beth.

Wiemy, że przemiana cykliczna zachodzi w obecności pierwiastków katalizatora: węgla i azotu. Ale wszystkie trzy elementy nie muszą być obecne w gwiezdnym wnętrzu. Jeden z nich wystarczy. Jeżeli rozpocznie się przynajmniej jedna reakcja cyklu, to w wyniku kolejnych etapów reakcji powstaną pierwiastki-katalizatory. Co więcej, postęp reakcji cyklicznej prowadzi do tego, że pomiędzy niechętnymi izotopami powstaje całkiem określony stosunek ilościowy. Ta proporcja zależy od temperatury, w której odbywa się cykl. Astrofizycy mogą teraz, korzystając ze swoich metod spektroskopowych, przeprowadzić dość dokładną analizę ilościową materii kosmicznej. Stosunek liczby izotopów C 12, C 13, N 14 i N 15 często pozwala nie tylko ustalić, że w głębi gwiazd zachodzi przemiana materii wzdłuż cyklu węgla, ale także w jakiej temperaturze te zachodzą reakcje. Jednak wodór można przekształcić w hel nie tylko poprzez cykl węglowy. Wraz z reakcjami obiegu węgla zachodzą również inne, prostsze przemiany. To oni wnoszą główny wkład (przynajmniej na Słońcu) do uwalniania energii. Następnie przejdziemy do rozważenia tych reakcji.

Czujność w społeczeństwo amerykańskie w odniesieniu do energetyki jądrowej opartej na rozszczepieniu jądrowym, doprowadziło do wzrostu zainteresowania syntezą wodoru (reakcja termojądrowa). Technologia ta została zaproponowana jako alternatywny sposób wykorzystania właściwości atomu do generowania elektryczności. To świetny pomysł w teorii. Fuzja wodoru przekształca materię w energię wydajniej niż rozszczepienie jądrowe, a procesowi temu nie towarzyszy powstawanie odpadów radioaktywnych. Jednak nie powstał jeszcze sprawny reaktor termojądrowy.

Fuzja termojądrowa na słońcu

Fizycy uważają, że Słońce zamienia wodór w hel poprzez reakcję termojądrowej fuzji. Termin „synteza” oznacza „łączenie”. Synteza wodoru wymaga najwyższych temperatur. Potężna grawitacja wytworzona przez ogromną masę Słońca stale utrzymuje jego jądro w stanie ściśniętym. Ta kompresja zapewnia wystarczająco wysoką temperaturę rdzenia, aby zaszła fuzja wodoru.

Słoneczna synteza wodoru to proces wieloetapowy. Po pierwsze, dwa jądra wodoru (dwa protony) są silnie skompresowane, emitując pozyton, znany również jako antyelektron. Pozyton ma taką samą masę jak elektron, ale niesie dodatni, a nie ujemny ładunek jednostkowy. Oprócz pozytonu, podczas kompresji atomów wodoru uwalniane jest neutrino - cząstka przypominająca elektron, ale nie posiadająca ładunku elektrycznego i zdolna do penetracji materii w ogromnych granicach (innymi słowy, neutrina (niskoenergetyczne) neutrina) bardzo słabo oddziałują z materią.Średnia droga swobodna niektórych typów neutrin w wodzie wynosi około stu lat świetlnych.Wiadomo również, że co sekundę, bez widocznych konsekwencji, około 10 neutrin emitowanych przez Słońce przechodzi przez ten obszar każdej osoby na Ziemi.).

Fuzji dwóch protonów towarzyszy utrata jednego ładunku dodatniego. W rezultacie jeden z protonów staje się neutronem. W ten sposób otrzymuje się jądro deuteru (oznaczone jako 2H lub D), ciężki izotop wodoru, składający się z jednego protonu i jednego neutronu.

Deuter jest również znany jako ciężki wodór. Jądro deuteru łączy się z innym protonem i tworzy jądro helu-3 (He-3), składające się z dwóch protonów i jednego neutronu. To emituje wiązkę promieniowania gamma. Ponadto dwa jądra helu-3, powstałe w wyniku dwóch niezależnych powtórzeń procesu opisanego powyżej, łączą się, tworząc jądro helu-4 (He-4), składające się z dwóch protonów i dwóch neutronów. Ten izotop helu służy do napełniania balonów lżejszych od powietrza. W końcowej fazie emitowane są dwa protony, co może wywołać dalszy rozwój reakcji fuzji.

W trakcie " fuzja słoneczna»Całkowita masa wytworzonej materii jest nieco wyższa niż całkowita masa oryginalnych składników. „Brakujący kawałek” jest zamieniany na energię, zgodnie ze słynnym wzorem Einsteina:

gdzie E to energia w dżulach, m to „brakująca masa” w kilogramach, a c to prędkość światła, równa (w próżni) 299 792 458 m/s. Słońce wytwarza w ten sposób ogromne ilości energii, ponieważ jądra wodoru są nieprzerwanie i w ogromnych ilościach przekształcane w jądra helu. Na Słońcu jest wystarczająco dużo materii, aby proces fuzji wodoru trwał przez miliony tysiącleci. Z czasem dostawy wodoru się wyczerpią, ale nie stanie się to za naszego życia.

2002-01-18T16: 42 + 0300

2008-06-04T19: 55 + 0400

https: //site/20020118/54771.html

https: //cdn22.img..png

Wiadomości RIA

https: //cdn22.img..png

Wiadomości RIA

https: //cdn22.img..png

Reakcje termojądrowe zachodzące na Słońcu

(Ter.Ink. N03-02, 18.01.2002) Vadim Pribytkov, fizyk teoretyczny, stały korespondent Terra Incognita. Naukowcy doskonale zdają sobie sprawę, że reakcje termojądrowe zachodzące na Słońcu generalnie polegają na przemianie wodoru w hel i cięższe pierwiastki. Ale jak te przemiany są przeprowadzane, nie ma absolutnej jasności, a dokładniej, panuje zupełna niejednoznaczność: brakuje najważniejszego początkowego ogniwa. Dlatego wynaleziono fantastyczną reakcję na połączenie dwóch protonów w deuter z uwolnieniem pozytonu i neutrina. Jednak taka reakcja jest w rzeczywistości niemożliwa, ponieważ między protonami działają potężne siły odpychające. ---- Co tak naprawdę dzieje się na słońcu? Pierwsza reakcja polega na wytworzeniu deuteru, którego powstawanie następuje pod wysokim ciśnieniem w plazmie niskotemperaturowej, gdy dwa atomy wodoru są ściśle połączone. W tym przypadku dwa jądra wodoru na krótki okres są prawie blisko siebie, podczas gdy są w stanie uchwycić jedno z ...

(Ter.Tusz. N03-02, 18.01.2002)

Vadim Pribytkov, fizyk teoretyczny, stały korespondent Terra Incognita.

Naukowcy doskonale zdają sobie sprawę, że reakcje termojądrowe zachodzące na Słońcu generalnie polegają na przemianie wodoru w hel i cięższe pierwiastki. Ale jak te przemiany są przeprowadzane, nie ma absolutnej jasności, a dokładniej, panuje zupełna niejednoznaczność: brakuje najważniejszego początkowego ogniwa. Dlatego wynaleziono fantastyczną reakcję na połączenie dwóch protonów w deuter z uwolnieniem pozytonu i neutrina. Jednak taka reakcja jest w rzeczywistości niemożliwa, ponieważ między protonami działają potężne siły odpychające.

Co tak naprawdę dzieje się na słońcu?

Pierwsza reakcja polega na wytworzeniu deuteru, którego powstawanie następuje pod wysokim ciśnieniem w plazmie niskotemperaturowej, gdy dwa atomy wodoru są ściśle połączone. W tym przypadku dwa jądra wodoru przez krótki czas są prawie blisko siebie, a jednocześnie są w stanie wychwycić jeden z elektronów orbitalnych, który tworzy neutron z jednym z protonów.

Podobna reakcja może zajść w innych warunkach, gdy proton zostanie wprowadzony do atomu wodoru. W tym przypadku następuje również wychwytywanie elektronu orbitalnego (przechwytywanie K).

W końcu może zajść taka reakcja, gdy przez krótki czas dwa protony zbliżą się do siebie, ich wspólne siły wystarczą, aby przechwycić przechodzący elektron i utworzyć deuter. Wszystko zależy od temperatury plazmy lub gazu, w którym te reakcje zachodzą. W tym przypadku uwalniane jest 1,4 MeV energii.

Deuter jest podstawą kolejnego cyklu reakcji, kiedy dwa jądra deuteru tworzą tryt z wyrzutem protonów lub hel-3 z wyrzutem neutronów. Obie reakcje są jednakowo prawdopodobne i dobrze znane.

Następnie następują reakcje połączenia trytu z deuterem, trytu z trytem, ​​helu-3 z deuterem, helu-3 z trytem, ​​helu-3 z helem-3 z wytworzeniem helu-4. W takim przypadku uwalnianych jest więcej protonów i neutronów. Neutrony są wychwytywane przez jądra helu-3 i wszystkie pierwiastki zawierające wiązki deuteru.

Reakcje te potwierdza fakt, że ogromna liczba wysokoenergetycznych protonów jest wyrzucana ze Słońca w ramach wiatru słonecznego. Najbardziej niezwykłą rzeczą we wszystkich tych reakcjach jest to, że w ich trakcie nie powstają ani pozytony, ani neutrina. Podczas wszystkich reakcji uwalniana jest energia.

W naturze wszystko dzieje się o wiele łatwiej.

Ponadto z jąder deuteru, trytu, helu-3, helu-4 zaczynają tworzyć się bardziej złożone pierwiastki. W tym przypadku cała tajemnica tkwi w tym, że jądra helu-4 nie mogą łączyć się bezpośrednio ze sobą, ponieważ są wzajemnie odpychane. Ich połączenie następuje poprzez wiązki deuteru i trytu. Oficjalna nauka również całkowicie ignoruje ten moment i zrzuca jądra helu-4 w jedną stertę, co jest niemożliwe.

Równie fantastyczny jak oficjalny cykl wodorowy jest tak zwany cykl węglowy, wynaleziony przez Bethe w 1939 roku, podczas którego hel-4 powstaje z czterech protonów i podobno emitowane są również pozytony i neutrina.

W naturze wszystko dzieje się o wiele łatwiej. Natura nie wymyśla, jak teoretycy, nowych cząstek, lecz używa tylko tych, które posiada. Jak widać, tworzenie się pierwiastków zaczyna się od przyłączenia jednego elektronu do dwóch protonów (tzw. K-capture), w wyniku czego otrzymuje się deuter. Przechwytywanie K jest jedyną metodą tworzenia neutronów i jest szeroko praktykowane we wszystkich innych, bardziej złożonych jądrach. Mechanika kwantowa zaprzecza obecności elektronów w jądrze, ale nie da się zbudować jądra bez elektronów.

Aby zrozumieć proces narodzin i rozwoju idei syntezy termojądrowej w Słońcu, konieczne jest poznanie historii ludzkich idei dotyczących zrozumienia tego procesu. Istnieje wiele nierozwiązywalnych problemów teoretycznych i technologicznych związanych z tworzeniem kontrolowanego reaktora termojądrowego, w którym zachodzi proces kontrolowania syntezy termojądrowej. Wielu naukowców, nie mówiąc już o urzędnikach naukowych, nie zna historii tego zagadnienia.

To nieznajomość historii rozumienia i przedstawiania przez ludzkość fuzji termojądrowej na Słońcu doprowadziła do niewłaściwych działań twórców reaktorów termojądrowych. Świadczy o tym 60-letnia porażka prac nad stworzeniem kontrolowanego reaktora termojądrowego, marnotrawstwo ogromnych sum pieniędzy przez wiele krajów rozwiniętych. Najważniejszy i niepodważalny dowód: od 60 lat nie powstał kontrolowany reaktor termojądrowy. Co więcej, znane autorytety naukowe w mediach obiecują stworzenie kontrolowanego reaktora termojądrowego (UTNR) za 30…40 lat.

2. „Brzytwa Ockhama”

„Brzytwa Ockhama” to zasada metodologiczna nazwana na cześć angielskiego mnicha franciszkańskiego, nominalnego filozofa Williama. W uproszczonej formie brzmi on: „Nie należy niepotrzebnie mnożyć istniejących rzeczy” (lub „Nie należy przyciągać nowych podmiotów, chyba że jest to absolutnie konieczne”). Zasada ta stanowi podstawę redukcjonizmu metodologicznego, zwanego także zasadą oszczędności lub prawem oszczędności. Czasami zasada wyrażana jest w słowach: „To, co można wytłumaczyć mniej, nie powinno być wyrażone przez więcej”.

V nowoczesna nauka Brzytwa Ockhama jest zwykle rozumiana jako ogólniejsza zasada mówiąca, że ​​jeśli istnieje kilka logicznie spójnych definicji lub wyjaśnień danego zjawiska, to najprostsze z nich należy uznać za poprawne.

Treść zasady można uprościć do następującej: nie trzeba wprowadzać skomplikowanych praw do wyjaśnienia jakiegoś zjawiska, jeśli to zjawisko można wyjaśnić prostymi prawami. Ta zasada jest obecnie potężnym narzędziem krytycznej myśli naukowej. Sam Ockham sformułował tę zasadę jako potwierdzenie istnienia Boga. Dla nich, jego zdaniem, na pewno można wszystko wyjaśnić bez wprowadzania niczego nowego.

Przeformułowana w języku teorii informacji zasada brzytwy Ockhama mówi, że najdokładniejsza wiadomość to wiadomość o minimalnej długości.

Albert Einstein przeformułował zasadę brzytwy Ockhama w następujący sposób: „Wszystko powinno być uproszczone tak długo, jak to możliwe, ale nie więcej”.

3. O początkach ludzkiego rozumienia i prezentacji syntezy termojądrowej na Słońcu

Wszyscy mieszkańcy Ziemi przez długi czas rozumieli, że Słońce ogrzewa Ziemię, ale źródła energii słonecznej pozostały niezrozumiałe dla wszystkich. W 1848 r. Robert Meyer wysunął hipotezę meteorytową, że słońce jest ogrzewane przez bombardowanie meteorytem. Jednak przy takiej niezbędnej liczbie meteorytów Ziemia byłaby również bardzo gorąca; ponadto warstwy geologiczne Ziemi składałyby się głównie z meteorytów; w końcu masa Słońca powinna była wzrosnąć, a to wpłynęłoby na ruch planet.

Dlatego w drugiej połowie XIX wieku wielu badaczy uważało za najbardziej prawdopodobną teorię opracowaną przez Helmholtza (1853) i Lorda Kelvina, którzy sugerowali, że Słońce nagrzewa się z powodu powolnej kompresji grawitacyjnej („mechanizm Kelvina-Helmholtza”). Obliczenia oparte na tym mechanizmie oszacowały maksymalny wiek Słońca na 20 mln lat, a czas, po którym Słońce zgaśnie - nie więcej niż 15 mln. Hipoteza ta była jednak sprzeczna z danymi geologicznymi dotyczącymi wieku skały co wskazywało na znacznie większe liczby. Na przykład Karol Darwin zauważył, że erozja złóż wendyjskich trwała co najmniej 300 milionów lat. Niemniej jednak Encyklopedia Brockhausa i Efrona uważa, że ​​model grawitacyjny jest jedynym słusznym.

Dopiero w XX wieku znaleziono „właściwe” rozwiązanie tego problemu. Początkowo Rutherford wysunął hipotezę, że źródłem wewnętrznej energii słonecznej jest rozpad radioaktywny. W 1920 Arthur Eddington zasugerował, że ciśnienie i temperatura we wnętrzu Słońca są tak wysokie, że mogą tam zachodzić reakcje termojądrowe, w których jądra wodoru (protony) łączą się w jądro helu-4. Ponieważ masa tego ostatniego jest mniejsza niż suma mas czterech wolnych protonów, to część masy w tej reakcji, zgodnie ze wzorem Einsteina mi = mc 2 jest zamieniany na energię. Fakt, że wodór dominuje w składzie słońca, potwierdziła w 1925 r. Cecilia Payne.

Teoria syntezy termojądrowej została opracowana w latach 30. XX wieku przez astrofizyków Chandrasekhara i Hansa Bethe. Bethe szczegółowo obliczył dwie główne reakcje termojądrowe, które są źródłem energii słonecznej. Wreszcie w 1957 roku ukazała się praca Margaret Burbridge „Synteza pierwiastków w gwiazdach”, w której pokazano i sugerowano, że większość pierwiastków we Wszechświecie powstała w wyniku nukleosyntezy w gwiazdach.

4. Eksploracja kosmosu Słońca

Pierwsza praca Eddingtona jako astronoma dotyczyła badania ruchów gwiazd i budowy układów gwiazdowych. Ale jego główną zasługą jest to, że stworzył teorię wewnętrznej struktury gwiazd. Głębokie wniknięcie w fizyczną istotę zjawisk i opanowanie metod najbardziej skomplikowanych obliczeń matematycznych pozwoliło Eddingtonowi uzyskać szereg fundamentalnych wyników w takich dziedzinach astrofizyki jak budowa wewnętrzna gwiazd, stan materii międzygwiazdowej, ruch i rozkład gwiazd w Galaktyce.

Eddington obliczył średnice niektórych czerwonych olbrzymów, określił gęstość karłowatego towarzysza gwiazdy Syriusza - okazała się niezwykle wysoka. Praca Eddingtona nad wyznaczeniem gęstości gwiazdy była impulsem do rozwoju fizyki gazu supergęstego (zdegenerowanego). Eddington był dobrym interpretatorem ogólnej teorii względności Einsteina. Przeprowadził pierwszy eksperymentalny test jednego z przewidywanych przez tę teorię efektów: ugięcia promieni świetlnych w polu grawitacyjnym masywnej gwiazdy. Udało mu się to zrobić podczas całkowitego zaćmienia Słońca w 1919 roku. Wraz z innymi naukowcami Eddington położył podwaliny nowoczesna wiedza o strukturze gwiazd.

5. Fuzja termojądrowa - spalanie !?

Czym jest wizualnie fuzja termojądrowa? W zasadzie jest to spalanie. Ale jasne jest, że jest to spalanie o bardzo dużej mocy na jednostkę objętości przestrzeni. I jasne jest, że to nie jest proces utleniania. Tutaj w procesie spalania biorą udział inne pierwiastki, które również płoną, ale w specjalnych warunkach fizycznych.

Pomyśl o spaleniu.

Spalanie chemiczne to złożony fizykochemiczny proces przekształcania składników palnej mieszaniny w produkty spalania z wydzieleniem promieniowania cieplnego, światła i energii promieniowania.

Spalanie chemiczne dzieli się na kilka rodzajów spalania.

Spalanie poddźwiękowe (deflagacja), w przeciwieństwie do wybuchu i detonacji, przebiega z małą prędkością i nie wiąże się z powstaniem fali uderzeniowej. Spalanie poddźwiękowe obejmuje normalne laminarne i turbulentne rozprzestrzenianie się płomienia, naddźwiękowe - detonację.

Spalanie dzieli się na ciepło i spalanie łańcuchowe. Spalanie termiczne oparte jest na Reakcja chemiczna, zdolny do postępującego samoprzyspieszenia w wyniku akumulacji uwolnionego ciepła. Spalanie łańcuchowe zachodzi w przypadku niektórych reakcji w fazie gazowej pod niskim ciśnieniem.

Warunki samoprzyspieszenia termicznego można zapewnić dla wszystkich reakcji o wystarczająco dużych efektach termicznych i energiach aktywacji.

Spalanie może rozpocząć się samoistnie w wyniku samozapłonu lub zostać zainicjowane przez zapłon. W stałych warunkach zewnętrznych spalanie ciągłe może przebiegać w trybie stacjonarnym, gdy główne cechy procesu – szybkość reakcji, szybkość wydzielania ciepła, temperatura i skład produktów – nie zmieniają się w czasie, lub w trybie okresowym, gdy cechy te oscylują wokół ich wartości średnich. Ze względu na silną nieliniową zależność szybkości reakcji od temperatury spalanie jest bardzo wrażliwe na warunki zewnętrzne. Ta sama właściwość spalania decyduje o istnieniu kilku reżimów stacjonarnych w tych samych warunkach (efekt histerezy).

Istnieje spalanie objętościowe, znane wszystkim i często używane w życiu codziennym.

Spalanie dyfuzyjne. Charakteryzuje się oddzielnym doprowadzeniem paliwa i utleniacza do strefy spalania. Mieszanie składników odbywa się w strefie spalania. Przykład: spalanie wodoru i tlenu w silniku rakietowym.

Spalanie wstępnie zmieszanego medium. Jak sama nazwa wskazuje, spalanie zachodzi w mieszaninie zawierającej zarówno paliwo, jak i środek utleniający. Przykład: spalanie w cylindrze silnika spalinowego mieszanki benzynowo-powietrznej po zainicjowaniu procesu świecą zapłonową.

Spalanie bezpłomieniowe. W przeciwieństwie do spalania konwencjonalnego, gdy obserwuje się strefy płomienia utleniającego i płomienia redukującego, możliwe jest stworzenie warunków do spalania bezpłomieniowego. Przykładem jest utlenianie katalityczne materia organiczna na powierzchni odpowiedniego katalizatora, na przykład utlenianie etanolu na czerni platynowej.

Tlący. Rodzaj spalania, w którym nie powstaje płomień, a strefa spalania powoli rozprzestrzenia się w materiale. Tlenie się zwykle obserwuje się w materiałach porowatych lub włóknistych o dużej zawartości powietrza lub impregnowanych środkami utleniającymi.

Spalanie autogeniczne. Samopodtrzymujące się spalanie. Termin ten jest używany w technologiach spalania odpadów. Możliwość samopodtrzymującego się spalania odpadów jest uwarunkowana graniczną zawartością składników balastujących: wilgoci i popiołu.

Płomień to obszar przestrzeni, w którym następuje spalanie w fazie gazowej, któremu towarzyszy promieniowanie widzialne i/lub podczerwone.

Zwykły płomień, który obserwujemy podczas palenia świecy, płomień zapalniczki lub zapałki, to strumień rozżarzonych gazów rozciągnięty pionowo pod wpływem siły grawitacji Ziemi (gorące gazy mają tendencję do wznoszenia się w górę).

6. Współczesne koncepcje fizykochemiczne Słońca

Główna charakterystyka:

Skład fotosfery:

Słońce jest centralną i jedyną gwiazdą naszego Układu Słonecznego, wokół której krążą inne obiekty tego układu: planety i ich satelity, planety karłowate i ich księżyce, asteroidy, meteoroidy, komety i kosmiczny pył. Masa Słońca (teoretycznie) wynosi 99,8% całkowitej masy całego Układu Słonecznego. Promieniowanie słoneczne podtrzymuje życie na Ziemi (fotony są niezbędne na początkowych etapach procesu fotosyntezy), determinuje klimat.

Zgodnie z klasyfikacją spektralną Słońce należy do typu G2V („żółty karzeł”). Temperatura powierzchni Słońca sięga 6000 K, więc Słońce świeci prawie białym światłem, ale ze względu na silniejsze rozpraszanie i pochłanianie przez atmosferę ziemską części widma o krótkich falach, bezpośrednie światło Słońca na powierzchnia naszej planety nabiera pewnego żółtego odcienia.

Widmo słoneczne zawiera linie zjonizowanych i neutralnych metali, a także zjonizowany wodór. W naszej galaktyce Drogi Mlecznej znajduje się około 100 milionów gwiazd G2. Co więcej, 85% gwiazd w naszej galaktyce to gwiazdy mniej jasne niż Słońce (większość z nich to czerwone karły pod koniec swojego cyklu ewolucyjnego). Jak wszystkie gwiazdy ciągu głównego, Słońce wytwarza energię poprzez fuzję termojądrową.

Promieniowanie słoneczne jest głównym źródłem energii na Ziemi. Jego moc charakteryzuje się stałą słoneczną - ilością energii przechodzącej przez obszar o jednostkowej powierzchni prostopadłej do promieni słonecznych. W odległości jednej jednostki astronomicznej (czyli na orbicie Ziemi) ta stała wynosi około 1370 W / m2.

Przechodząc przez ziemską atmosferę promieniowanie słoneczne traci około 370 W/m2 energii, a do powierzchnia Ziemi osiąga zaledwie 1000 W/m 2 (przy bezchmurnej pogodzie i gdy Słońce znajduje się w zenicie). Energia ta może być wykorzystana w wielu naturalnych i sztucznych procesach. Tak więc rośliny za pomocą fotosyntezy przetwarzają ją na formę chemiczną (tlen i związki organiczne). Bezpośrednie ogrzewanie słoneczne lub konwersja energii za pomocą ogniw słonecznych może być wykorzystywana do wytwarzania energii elektrycznej (elektrownie słoneczne) lub wykonywania innych pożytecznych prac. W odległej przeszłości energię zmagazynowaną w ropie i innych rodzajach paliw kopalnych pozyskiwano również poprzez fotosyntezę.

Słońce jest gwiazdą aktywną magnetycznie. Posiada silne pole magnetyczne, którego siła zmienia się w czasie i zmienia kierunek mniej więcej co 11 lat podczas maksimum słonecznego. Wariacje pole magnetyczne Słońca powodują różnorodne efekty, których połączenie nazywa się aktywnością słoneczną i obejmuje takie zjawiska jak plamy słoneczne, rozbłyski słoneczne, zmiany wiatru słonecznego itp., a na Ziemi powoduje zorzę polarną na wysokich i średnich szerokościach geograficznych oraz burze geomagnetyczne, które niekorzystnie wpływają na pracę, urządzenia komunikacyjne, urządzenia przesyłu energii, a także negatywnie wpływają na organizmy żywe, powodując u ludzi bóle głowy i złe samopoczucie (u osób wrażliwych na burze magnetyczne). Słońce jest młodą gwiazdą trzeciej generacji (populacja I) o wysokiej zawartości metali, to znaczy powstała z szczątków gwiazd pierwszej i drugiej generacji (odpowiednio populacje III i II).

Obecny wiek Słońca (a dokładniej czas jego istnienia w ciągu głównym), oszacowany za pomocą komputerowych modeli ewolucji gwiazd, wynosi około 4,57 miliarda lat.

Cykl życia Słońca. Uważa się, że Słońce powstało około 4,59 miliarda lat temu, kiedy gwałtowna kompresja obłoku wodoru molekularnego pod wpływem sił grawitacyjnych doprowadziła do powstania gwiazdy pierwszego typu populacji gwiazd T Tauri w naszym regionie Galaktyka.

Gwiazda tak masywna jak Słońce powinna istnieć w ciągu głównym przez łącznie około 10 miliardów lat. Tak więc Słońce jest teraz mniej więcej w połowie swojego cyklu życia. Na obecny etap W jądrze słonecznym zachodzą termojądrowe reakcje przemiany wodoru w hel. W każdej sekundzie w jądrze Słońca około 4 milionów ton materii zamienia się w energię promienistą, w wyniku czego powstaje promieniowanie słoneczne i strumień neutrin słonecznych.

7. Teoretyczne koncepcje ludzkości dotyczące wewnętrznej i zewnętrznej struktury Słońca

W centrum Słońca znajduje się jądro słoneczne. Fotosfera to widoczna powierzchnia Słońca, która jest głównym źródłem promieniowania. Słońce otoczone jest koroną słoneczną, która ma bardzo wysoką temperaturę, ale jest niezwykle rozrzedzona, dlatego gołym okiem jest widoczna tylko w okresach całkowitego zaćmienia Słońca.

Centralna część Słońca o promieniu około 150 000 kilometrów, w której zachodzą reakcje termojądrowe, nazywana jest jądrem słonecznym. Gęstość materii w rdzeniu wynosi około 150 000 kg/m3 (150 razy wyższa niż gęstość wody i ≈6,6 razy wyższa niż gęstość najcięższego metalu na Ziemi - osmu), a temperatura w środku rdzenia jest ponad 14 milionów stopni. Analiza teoretyczna dane z misji SOHO wykazały, że w jądrze prędkość rotacji Słońca wokół własnej osi jest znacznie większa niż na powierzchni. W jądrze zachodzi reakcja termojądrowa protonowo-protonowa, w wyniku której z czterech protonów powstaje hel-4. Jednocześnie w ciągu sekundy na energię zamienia się 4,26 mln ton materii, ale jest to wartość znikoma w porównaniu z masą Słońca – 2 · 10 27 ton.

Nad jądrem, w odległości około 0,2...0,7 promienia Słońca od jego centrum, znajduje się strefa transferu promienistego, w której nie ma ruchów makroskopowych, energia przekazywana jest za pomocą „reemisji” fotonów .

Strefa konwekcyjna Słońca. Bliżej powierzchni Słońca dochodzi do mieszania się wirów plazmy, a przenoszenie energii na powierzchnię odbywa się głównie poprzez ruchy samej substancji. Ta metoda przekazywania energii nazywana jest konwekcją, a podpowierzchniowa warstwa Słońca o grubości około 200 000 km, w której występuje, nazywana jest strefą konwekcyjną. Według współczesnych danych jego rola w fizyce procesów słonecznych jest niezwykle duża, ponieważ w nim powstają różne ruchy materii słonecznej i pól magnetycznych.

Atmosfera Słońca Fotosfera (warstwa, emitowanie światła) osiąga grubość ~320 km i tworzy widoczną powierzchnię Słońca. Główna część promieniowania optycznego (widzialnego) Słońca emanuje z fotosfery, podczas gdy promieniowanie z głębszych warstw już do niej nie dociera. Temperatura w fotosferze osiąga średnio 5800 K. Tutaj średnia gęstość gazu jest mniejsza niż 1/1000 gęstości ziemskiego powietrza, a temperatura zbliżania się do zewnętrznej krawędzi fotosfery spada do 4800 K. W tych warunkach wodór pozostaje prawie całkowicie w stanie neutralnym. Fotosfera tworzy widoczną powierzchnię Słońca, z której określane są wymiary Słońca, odległość od powierzchni Słońca itp. Chromosfera - powłoka zewnętrzna Słońce ma grubość około 10 000 km, otaczając fotosferę. Pochodzenie nazwy tej części słoneczna atmosfera związany z jego czerwonawym kolorem, spowodowanym faktem, że w jego widmie widzialnym dominuje czerwona linia emisji wodoru H-alfa. Górna granica chromosfera nie ma wyraźnie gładkiej powierzchni, z której stale występują gorące wyrzuty, zwane spikułami (z tego powodu późny XIX włoski astronom Secchi, obserwując chromosferę przez teleskop, porównał ją do płonących prerii). Temperatura chromosfery wzrasta wraz z wysokością od 4000 do 15000 stopni.

Gęstość chromosfery jest niska, więc jej jasność jest niewystarczająca do obserwacji w normalnych warunkach. Jednak podczas całkowitego zaćmienia Słońca, kiedy Księżyc zakrywa jasną fotosferę, znajdująca się nad nim chromosfera staje się widoczna i świeci na czerwono. Można to również zaobserwować w dowolnym momencie dzięki specjalnym wąskopasmowym filtrom optycznym.

Korona jest ostatnią zewnętrzną powłoką słońca. Pomimo bardzo wysokiej temperatury, od 600 000 do 2 000 000 stopni, jest ona widoczna gołym okiem tylko podczas całkowitego zaćmienia Słońca, ponieważ gęstość materii w koronie jest niska, a co za tym idzie jej jasność jest niska. Niezwykle intensywne nagrzewanie się tej warstwy jest najwyraźniej spowodowane efektem magnetycznym i oddziaływaniem fal uderzeniowych. Kształt korony zmienia się w zależności od fazy cyklu aktywności słonecznej: w okresach największej aktywności ma kształt zaokrąglony, a co najmniej jest wydłużony wzdłuż równika słonecznego. Ponieważ temperatura korony jest bardzo wysoka, emituje intensywnie w zakresie ultrafioletowym i rentgenowskim. Promieniowania te nie przechodzą przez ziemską atmosferę, ale ostatnio stało się możliwe badanie ich za pomocą statku kosmicznego. Promieniowanie w różnych obszarach korony jest nierównomierne. Istnieją gorące, aktywne i ciche obszary, a także dziury koronalne o stosunkowo niskiej temperaturze 600 000 stopni, z których linie sił magnetycznych wyłaniają się w kosmos. Ta („otwarta”) konfiguracja magnetyczna umożliwia cząstkom ucieczkę ze Słońca bez przeszkód, więc wiatr słoneczny jest emitowany „głównie” z dziur koronalnych.

Z zewnętrznej części korony słonecznej płynie wiatr słoneczny - strumień zjonizowanych cząstek (głównie protonów, elektronów i cząstek α), o prędkości 300 ... 1200 km / s i rozprzestrzeniający się, ze stopniowym spadkiem jego gęstość do granic heliosfery.

Ponieważ plazma słoneczna ma wystarczająco wysoką przewodność elektryczną, mogą w niej powstawać prądy elektryczne, aw konsekwencji pola magnetyczne.

8. Teoretyczne problemy syntezy termojądrowej na Słońcu

Problem neutrin słonecznych. Reakcje jądrowe zachodzące w jądrze Słońca prowadzą do powstania dużej liczby neutrin elektronowych. Jednocześnie pomiary strumienia neutrin na Ziemi, które prowadzone są nieprzerwanie od końca lat 60. XX wieku, wykazały, że liczba zarejestrowanych tam słonecznych neutrin elektronowych jest około dwa do trzech razy mniejsza niż przewidywał standardowy model Słońca opisujący procesy na Słońcu. Ta rozbieżność między eksperymentem a teorią nazywana jest „problemem neutrin słonecznych” i od ponad 30 lat stanowi jedną z tajemnic fizyki Słońca. Sytuację komplikował fakt, że neutrino oddziałuje niezwykle słabo z materią, a stworzenie detektora neutrin, który jest w stanie dokładnie zmierzyć strumień neutrin nawet o takiej mocy, jak ten ze Słońca, jest dość trudnym zadaniem naukowym.

Zaproponowano dwa główne sposoby rozwiązania problemu neutrin słonecznych. Po pierwsze, udało się zmodyfikować model Słońca w taki sposób, aby zredukować zakładaną temperaturę w jego jądrze, a co za tym idzie strumień neutrin emitowanych przez Słońce. Po drugie, można by przypuszczać, że część neutrin elektronowych emitowanych przez jądro Słońca, poruszając się w kierunku Ziemi, zamienia się w neutrina innych generacji, nierejestrowane przez konwencjonalne detektory (neutrina mionowe i taonowe). Dzisiejsi naukowcy skłaniają się ku temu, że drugi sposób jest najprawdopodobniej właściwy. Aby przejście jednego rodzaju neutrina nastąpiło w drugim – tak zwane „oscylacje neutrin” – neutrino musi mieć masę niezerową. Obecnie ustalono, że wydaje się, że tak jest. W 2001 roku wszystkie trzy typy neutrin słonecznych zostały bezpośrednio wykryte w Sudbury Neutrino Observatory, a ich całkowity strumień okazał się zgodny ze standardowym modelem słonecznym. W tym przypadku tylko około jedna trzecia neutrin docierających do Ziemi okazuje się być elektroniczna. Ilość ta jest zgodna z teorią, która przewiduje przejście neutrin elektronowych w neutrina innej generacji zarówno w próżni (właściwe "oscylacje neutrin"), jak i w materii słonecznej ("efekt Micheeva-Smirnova-Wolfensteina"). Wydaje się więc, że obecnie problem neutrin słonecznych został rozwiązany.

Problem z ogrzewaniem koronowym. Nad widoczną powierzchnią Słońca (fotosfery), która ma temperaturę około 6 000 K, znajduje się korona słoneczna o temperaturze ponad 1 000 000 K. Można wykazać, że bezpośredni strumień ciepła z fotosfery jest niewystarczający, aby prowadzić do tak wysokiej temperatury koronowej.

Zakłada się, że energia do nagrzania korony jest dostarczana przez turbulentne ruchy subfotosferycznej strefy konwekcyjnej. W tym przypadku zaproponowano dwa mechanizmy przekazywania energii do korony. Po pierwsze, jest to nagrzewanie fal – fale dźwiękowe i magnetohydrodynamiczne generowane w turbulentnej strefie konwekcyjnej rozchodzą się do korony i tam rozpraszają, a ich energia zamieniana jest na energię cieplną plazmy koronalnej. Alternatywnym mechanizmem jest ogrzewanie magnetyczne, w którym energia magnetyczna, stale generowana przez ruchy fotosferyczne, jest uwalniana poprzez ponowne połączenie pola magnetycznego w postaci dużego rozbłyski słoneczne lub duża liczba małych flar.

W tej chwili nie jest jasne, jaki rodzaj fal zapewnia wydajny mechanizm ogrzewania korony. Można wykazać, że wszystkie fale, z wyjątkiem magnetohydrodynamicznych fal Alfvéna, są rozpraszane lub odbijane, zanim dotrą do korony, podczas gdy rozpraszanie fal Alfvéna w koronie jest utrudnione. Dlatego współcześni badacze skupili się na mechanizmie ogrzewania przez rozbłyski słoneczne. Jednym z możliwych kandydatów na źródła ogrzewania koronowego są stale występujące rozbłyski na małą skalę, chociaż ostateczna jasność w tej kwestii nie została jeszcze osiągnięta.

PS Po przeczytaniu o "Teoretycznych problemach syntezy termojądrowej w Słońcu" trzeba pamiętać o "Brzytwa Ockhama". Tutaj wyjaśnienia problemów teoretycznych są wyraźnie posługujące się wymyślonymi, nielogicznymi wyjaśnieniami teoretycznymi.

9. Rodzaje paliw termojądrowych. Paliwo termojądrowe

Kontrolowana fuzja termojądrowa (CTF) to synteza cięższych jąder atomowych z lżejszych w celu pozyskania energii, która w przeciwieństwie do wybuchowej syntezy termojądrowej (stosowanej w broni termojądrowej) ma charakter kontrolowany. Kontrolowana fuzja termojądrowa różni się od tradycyjnej energii jądrowej tym, że ta ostatnia wykorzystuje reakcję rozpadu, podczas której z ciężkich jąder uzyskuje się lżejsze jądra. Deuter (2 H) i tryt (3 H) będą wykorzystywane w głównych reakcjach jądrowych planowanych do przeprowadzenia kontrolowanej fuzji termojądrowej, a w dalszej przyszłości hel-3 (3 He) i bor -11 (11 lat)

Rodzaje reakcji. Reakcja syntezy jest następująca: bierze się dwa lub więcej jąder atomowych i za pomocą pewnej siły zbliżają się do siebie tak bardzo, że siły działające na takich odległościach przeważają nad siłami odpychania kulombowskiego między jądrami o równych ładunkach z których powstaje nowe jądro. Będzie miał nieco mniejszą masę niż suma mas początkowych jąder, a różnica stanie się energią uwalnianą podczas reakcji. Ilość uwolnionej energii opisuje dobrze znany wzór mi = mc 2. Lżejsze jądra atomowe łatwiej jest przenieść na pożądaną odległość, więc wodór – pierwiastek najobficiej występujący we wszechświecie – jest najlepszym paliwem do reakcji fuzji.

Stwierdzono, że mieszanina dwóch izotopów wodoru, deuteru i trytu, wymaga najmniej energii do reakcji fuzji w porównaniu z energią uwalnianą podczas reakcji. Jednak chociaż mieszanina deuteru i trytu (D-T) jest przedmiotem większości badań nad syntezą jądrową, nie jest to w żadnym wypadku jedyne potencjalne paliwo. Inne mieszanki mogą być łatwiejsze do wyprodukowania; ich reakcja może być bardziej wiarygodnie kontrolowana lub, co ważniejsze, wytwarzać mniej neutronów. Szczególnie interesujące są tak zwane reakcje „bezneutronowe”, gdyż pomyślne przemysłowe wykorzystanie takiego paliwa oznaczać będzie brak długotrwałego skażenia radioaktywnego materiałów i konstrukcji reaktora, co z kolei może pozytywnie wpływają na opinię publiczną i całkowity koszt eksploatacji reaktora, znacznie obniżając koszty jego likwidacji. Problemem pozostaje to, że reakcja syntezy jądrowej z wykorzystaniem paliw alternatywnych jest znacznie trudniejsza do utrzymania, więc reakcję D-T uważa się za konieczny pierwszy etap.

Schemat reakcji deuteru z trytem. Można użyć kontrolowanej syntezy termojądrowej Różne rodzaje reakcje termojądrowe w zależności od rodzaju użytego paliwa.

Najłatwiej możliwą reakcją jest deuter + tryt:

2H + 3H = 4H + n z mocą wyjściową 17,6 MeV.

Taka reakcja jest najłatwiejsza do wykonania z punktu widzenia nowoczesnych technologii, daje znaczny uzysk energii, a komponenty paliwowe są tanie. Jego wadą jest uwalnianie niepożądanego promieniowania neutronowego.

Dwa jądra, deuter i tryt, łączą się, tworząc jądro helu (cząstka alfa) i neutron o wysokiej energii.

Reakcja - deuter + hel-3 jest znacznie trudniejsza, na granicy możliwości, do przeprowadzenia reakcji deuter + hel-3:

2 H + 3 He = 4 He + P o mocy wyjściowej 18,3 MeV.

Warunki do jego osiągnięcia są znacznie bardziej skomplikowane. Hel-3 to także rzadki i niezwykle drogi izotop. Obecnie nie jest produkowany na skalę przemysłową.

Reakcja między jądrami deuteru (D-D, jednopaliwowe).

Możliwe są również reakcje między jądrami deuteru, są one nieco trudniejsze niż reakcja z udziałem helu-3.

Reakcje te przebiegają powoli równolegle z reakcją deuter + hel-3, a powstałe w nich tryt i hel-3 najprawdopodobniej natychmiast reagują z deuterem.

Inne rodzaje reakcji. Możliwe są również inne rodzaje reakcji. Wybór paliwa zależy od wielu czynników – jego dostępności i taniości, uzysku energii, łatwości osiągnięcia warunków wymaganych do reakcji syntezy termojądrowej (przede wszystkim temperatury), wymaganych cech konstrukcyjnych reaktora itp.

Reakcje „bezneutronowe”. Najbardziej obiecujące są tzw. Reakcje „bezneutronowe”, ponieważ strumień neutronów generowany przez fuzję termojądrową (na przykład w reakcji deuter-tryt) zabiera znaczną część mocy i generuje indukowaną radioaktywność w strukturze reaktora. Reakcja deuter - hel-3 jest obiecująca również ze względu na brak wydajności neutronowej.

10. Klasyczne koncepcje dotyczące warunków realizacji. synteza termojądrowa i kontrolowane reaktory termojądrowe

TOKAMAK (TOroid CAMERA with Magnetic Coils) to toroidalne urządzenie do magnetycznego utrzymywania plazmy. Plazma jest utrzymywana nie przez ścianki komory, które nie wytrzymują jej temperatury, ale przez specjalnie wytworzone pole magnetyczne. Cechą TOKAMAKA jest wykorzystanie prądu elektrycznego przepływającego przez plazmę do wytworzenia pola poloidalnego niezbędnego do równowagi plazmy.

TCB jest możliwe, jeśli jednocześnie spełnione są dwa kryteria:

• temperatura plazmy musi być wyższa niż 100 000 000 K;
• zgodność z kryterium Lawsona: n · T> 5 · 10 19 cm –3 s (dla reakcji D-T),
  gdzie n- gęstość plazmy wysokotemperaturowej, T- czas zamknięcia plazmy w systemie.

Uważa się, teoretycznie, że szybkość jednej lub drugiej reakcji termojądrowej zależy głównie od wartości tych dwóch kryteriów.

Obecnie kontrolowana fuzja termojądrowa nie została jeszcze wdrożona na skalę przemysłową. Chociaż kraje rozwinięte zbudowały na ogół kilkadziesiąt kontrolowanych reaktorów termojądrowych, nie są w stanie zapewnić kontrolowanej fuzji termojądrowej. Budowa międzynarodowego reaktora badawczego ITER jest na wczesnym etapie.

Rozważane są dwa podstawowe schematy realizacji kontrolowanej fuzji termojądrowej.

Systemy quasi-stacjonarne. Plazma jest podgrzewana i ograniczana przez pole magnetyczne przy stosunkowo niskim ciśnieniu i wysokiej temperaturze. Wykorzystywane są do tego reaktory w postaci TOKAMAK-ów, stellaratorów, pułapek lustrzanych i torsatronów, które różnią się konfiguracją pola magnetycznego. Reaktor ITER ma konfigurację TOKAMAK.

Systemy impulsowe. W takich systemach CNF jest przeprowadzana przez krótkotrwałe ogrzewanie małych celów zawierających deuter i tryt za pomocą lasera o ultrawysokiej mocy lub impulsów jonowych. Takie napromieniowanie powoduje sekwencję mikroeksplozji termojądrowych.

Badania pierwszego typu reaktorów termojądrowych są znacznie bardziej zaawansowane niż drugiego. W fizyce jądrowej, badając syntezę termojądrową, używa się pułapki magnetycznej, która ogranicza plazmę w określonej objętości. Pułapka magnetyczna ma za zadanie uniemożliwić kontakt plazmy z elementami reaktora termojądrowego, tj. stosowany głównie jako izolator ciepła. Zasada utrzymywania opiera się na oddziaływaniu naładowanych cząstek z polem magnetycznym, a mianowicie na rotacji naładowanych cząstek wokół linii siły pola magnetycznego. Niestety namagnesowana plazma jest bardzo niestabilna i ma tendencję do opuszczania pola magnetycznego. Dlatego do stworzenia skutecznej pułapki magnetycznej wykorzystywane są najpotężniejsze elektromagnesy, które zużywają ogromne ilości energii.

Możliwe jest zmniejszenie rozmiaru reaktora termojądrowego, jeśli zastosuje się w nim jednocześnie trzy metody tworzenia reakcji termojądrowej.

Synteza inercyjna. Napromieniuj maleńkie kapsułki paliwa deuterowo-trytowego za pomocą lasera o mocy 500 bilionów (5 x 10 14) watów. Ten gigantyczny, bardzo krótki impuls laserowy trwający 10–8 s powoduje, że kapsuły z paliwem eksplodują, w wyniku czego na ułamek sekundy rodzi się minigwiazda. Ale nie można na nim osiągnąć reakcji termojądrowej.

Jednocześnie używaj maszyny Z z TOKAMAK. Maszyna Z działa inaczej niż laser. Przechodzi przez sieć najcieńszych drutów otaczających kapsułę paliwową ładunek o mocy pół biliona watów 5 · 10 11 watów.

Reaktory pierwszej generacji będą najprawdopodobniej działać na mieszaninie deuteru i trytu. Pojawiające się podczas reakcji neutrony zostaną wchłonięte przez osłonę reaktora, a uwolnione ciepło posłuży do podgrzania chłodziwa w wymienniku ciepła, a ta energia z kolei posłuży do obracania generatora.

Teoretycznie istnieją paliwa alternatywne, które nie mają tych wad. Jednak ich użycie jest utrudnione przez fundamentalne fizyczne ograniczenie. Aby uzyskać wystarczającą ilość energii z reakcji syntezy jądrowej, konieczne jest utrzymywanie przez pewien czas wystarczająco gęstej plazmy w temperaturze syntezy (108 K).

Ten podstawowy aspekt syntezy jądrowej jest opisany iloczynem gęstości plazmy n na czas rozgrzanej plazmy zawartość τ, która jest wymagana do osiągnięcia punktu równowagi. Praca nτ zależy od rodzaju paliwa i jest funkcją temperatury plazmy. Mieszanka deuterowo-trytowa wymaga najniższej wartości ze wszystkich paliw. nτ o co najmniej rząd wielkości, a najniższa temperatura reakcji co najmniej 5 razy. Zatem, Reakcja D-T jest koniecznym pierwszym krokiem, ale korzystanie z innych paliw pozostaje ważny cel Badania.

11. Reakcja syntezy jądrowej jako przemysłowe źródło energii elektrycznej

Energia termojądrowa jest postrzegana przez wielu badaczy jako „naturalne” źródło energii na dłuższą metę. Zwolennicy komercyjnego wykorzystania reaktorów termojądrowych do wytwarzania energii przemawiają za nimi następującymi argumentami:

• praktycznie niewyczerpane zapasy paliwa (wodór);
• paliwo można uzyskać z woda morska na dowolnym wybrzeżu świata, co uniemożliwia zmonopolizowanie paliwa przez jeden lub grupę krajów;
• niemożność niekontrolowanej reakcji syntezy;
• brak produktów spalania;
• brak konieczności używania materiałów nadających się do produkcji bronie nuklearne wykluczając tym samym przypadki sabotażu i terroryzmu;
• w porównaniu z reaktor nuklearny, powstaje niewielka ilość odpadów promieniotwórczych o krótkim okresie półtrwania.

Szacuje się, że naparstek wypełniony deuterem wytwarza energię równą 20 tonom węgla. Średniej wielkości jezioro może zapewnić energię każdemu krajowi na setki lat. Należy jednak zauważyć, że istniejące reaktory badawcze są zaprojektowane tak, aby uzyskać bezpośrednią reakcję deuteru z trytem (DT), której cykl paliwowy wymaga użycia litu do produkcji trytu, podczas gdy twierdzenia o niewyczerpanej energii odnoszą się do użycia deuteru -reakcja deuteru (DD) w drugiej generacji reaktorów.

Podobnie jak reakcja rozszczepienia, reakcja syntezy jądrowej nie powoduje emisji dwutlenku węgla do atmosfery, który jest głównym czynnikiem przyczyniającym się do globalnego ocieplenia. Jest to istotna zaleta, ponieważ wykorzystanie paliw kopalnych do wytwarzania energii elektrycznej powoduje, że np. Stany Zjednoczone produkują 29 kg CO 2 (jednego z głównych gazów, które można uznać za przyczynę globalnego ocieplenia) na osobę w Stanach Zjednoczonych dziennie.

12. Już są wątpliwości

Kraje Wspólnoty Europejskiej wydają rocznie około 200 milionów euro na badania i przewiduje się, że upłynie jeszcze kilkadziesiąt lat, zanim możliwe będzie przemysłowe zastosowanie syntezy jądrowej. Zwolennicy alternatywnych źródeł energii elektrycznej uważają, że bardziej celowe byłoby skierowanie tych środków na wprowadzenie odnawialnych źródeł energii.

Niestety, pomimo powszechnego optymizmu (powszechnego od lat 50. XX wieku, kiedy rozpoczęto pierwsze badania), nie udało się jeszcze pokonać istotnych przeszkód między dzisiejszym rozumieniem procesów syntezy jądrowej, możliwościami technologicznymi i praktycznym wykorzystaniem syntezy jądrowej, nie jest nawet jasne, w jakim stopniu ekonomicznie opłacalne jest wytwarzanie energii elektrycznej za pomocą syntezy termojądrowej. Chociaż postęp w badaniach jest stały, naukowcy co jakiś czas stają przed nowymi wyzwaniami. Na przykład wyzwaniem jest opracowanie materiału, który wytrzyma bombardowanie neutronami, którego intensywność szacuje się na 100 razy większą niż w konwencjonalnych reaktorach jądrowych.

13. Klasyczna idea nadchodzących etapów tworzenia kontrolowanego reaktora termojądrowego

W badaniach są następujące etapy.

Tryb równowagi lub „przejścia”: gdy całkowita energia uwalniana podczas procesu syntezy jest równa całkowitej energii zużytej na rozpoczęcie i wsparcie reakcji. Ten stosunek jest oznaczony symbolem Q... Równowagę reakcji zademonstrowano w JET w Wielkiej Brytanii w 1997 roku. Po wydaniu 52 MW energii elektrycznej na jej podgrzanie, naukowcy uzyskali moc wyjściową o 0,2 MW wyższą niż wydatkowana. (Konieczne jest podwójne sprawdzenie tych danych!)

Płonąca plazma: etap pośredni, w którym reakcja będzie wspierana głównie przez cząstki alfa powstające podczas reakcji, a nie przez zewnętrzne ogrzewanie.

Q≈ 5. Do tej pory etap pośredni nie został osiągnięty.

Zapłon: stabilna reakcja, która się utrzymuje. Należy osiągnąć przy dużych wartościach Q... Nie zostało to jeszcze osiągnięte.

Kolejnym krokiem w badaniach powinien być ITER, Międzynarodowy Eksperymentalny Reaktor Termojądrowy. W tym reaktorze planowane jest przeprowadzenie badania zachowania plazmy wysokotemperaturowej (płonącej plazmy z Q≈ 30) i materiałów konstrukcyjnych reaktora przemysłowego.

Ostatnią fazą badań będzie DEMO: prototyp reaktora przemysłowego, który osiągnie zapłon i zademonstruje praktyczność nowych materiałów. Najbardziej optymistyczne prognozy na zakończenie fazy DEMO: 30 lat. Biorąc pod uwagę przybliżony czas budowy i uruchomienia reaktora przemysłowego, od przemysłowego wykorzystania energii termojądrowej dzieli nas około 40 lat.

14. Wszystko to należy wziąć pod uwagę

Na świecie zbudowano dziesiątki, a może setki eksperymentalnych reaktorów termojądrowych różnej wielkości. Naukowcy przychodzą do pracy, włączają reaktor, reakcja następuje szybko, wydaje się, że wyłączają, a siedzą i myślą. Jaki jest powód? Co zrobic nastepnie? I tak przez dziesięciolecia, bezskutecznie.

Tak więc powyżej była historia ludzkiego zrozumienia syntezy termojądrowej na Słońcu i historia ludzkich osiągnięć w tworzeniu kontrolowanego reaktora termojądrowego.

Przebyliśmy długą drogę i wiele zrobiono, aby osiągnąć ostateczny cel. Ale niestety wynik jest negatywny. Nie stworzono kontrolowanego reaktora termojądrowego. Kolejne 30...40 lat i obietnice naukowców się spełnią. Czy będzie? 60 lat bez rezultatu. Dlaczego miałby wyjść za 30…40 lat, a nie za trzy lata?

Istnieje inny pomysł na temat syntezy termojądrowej na Słońcu. Jest to logiczne, proste i naprawdę prowadzi do pozytywnego wyniku. To odkrycie V.F. Własow. Dzięki temu odkryciu nawet TOKAMAKI mogą rozpocząć pracę w niedalekiej przyszłości.

15. Nowe spojrzenie na naturę fuzji termojądrowej w Słońcu i wynalazek „Metoda kontrolowanej fuzji termojądrowej i kontrolowany reaktor termojądrowy do realizacji kontrolowanej fuzji termojądrowej”

Od autora. To odkrycie i wynalazek ma prawie 20 lat. Przez długi czas wątpiłem, czy znalazłem nowy sposób na przeprowadzenie fuzji termojądrowej i dla jej realizacji nowy reaktor termojądrowy. Zbadałem i przestudiowałem setki prac z dziedziny syntezy termojądrowej. Przerobiony czas i informacje przekonały mnie, że jestem na dobrej drodze.

Wynalazek na pierwszy rzut oka jest bardzo prosty i wcale nie przypomina eksperymentalnego reaktora termojądrowego typu TOKAMAK. We współczesnych poglądach autorytetów z nauki TOKAMAK jest to jedyna słuszna decyzja i nie podlega dyskusji. 60. rocznica pomysłu reaktora termojądrowego. Ale pozytywny wynik - działający reaktor termojądrowy z kontrolowaną fuzją termojądrową TOKAMAK obiecuje dopiero za 30 ... 40 lat. Prawdopodobnie, jeśli 60 lat nie ma prawdziwego pozytywnego wyniku, to wybrana metoda rozwiązanie techniczne pomysły - stworzenie kontrolowanego reaktora termojądrowego - delikatnie mówiąc, niepoprawnie lub nie dość realnie. Spróbujmy pokazać, że istnieje inne rozwiązanie tego pomysłu, oparte na odkryciu fuzji termojądrowej na Słońcu i odbiegające od ogólnie przyjętych pomysłów.

Otwarcie. Główna idea otwarcia jest bardzo prosta i logiczna i polega na tym, że reakcje termojądrowe zachodzą w koronie słonecznej... To tutaj istnieją niezbędne warunki fizyczne do realizacji reakcji termojądrowej. Z korony słonecznej, gdzie temperatura plazmy wynosi około 1 500 000 K, powierzchnia Słońca nagrzewa się do 6000 K, stąd mieszanka paliwowa paruje z wrzącej powierzchni Słońca do korony słonecznej.Wystarczy temperatura 6000 K. dla mieszanki paliwowej w postaci parujących oparów w celu pokonania siły grawitacji słońca. Chroni to powierzchnię Słońca przed przegrzaniem i utrzymuje temperaturę jego powierzchni.

W pobliżu strefy spalania – korony słonecznej, występują warunki fizyczne, w których rozmiary atomów powinny się zmieniać, a siły kulombowskie powinny znacznie spadać. W kontakcie atomy mieszanki paliwowej łączą się i syntetyzują nowe pierwiastki z dużym wydzielaniem ciepła. Ta strefa spalania tworzy koronę słoneczną, z której wchodzi energia w postaci promieniowania i materii przestrzeń... Fuzja deuteru i trytu jest wspomagana przez pole magnetyczne wirującego słońca, gdzie mieszają się i przyspieszają. Również ze strefy reakcji termojądrowej w koronie słonecznej pojawiają się szybko naładowane elektrycznie cząstki i poruszają się z wielką energią w kierunku parującego paliwa, a także fotony - kwanty pole elektromagnetyczne, wszystko to stwarza niezbędne warunki fizyczne do fuzji termojądrowej.

W klasycznych poglądach fizyków synteza termojądrowa z jakiegoś powodu nie jest odnoszona do procesu spalania (nie chodzi tu o proces utleniania). Władze fizyki wpadły na pomysł, że fuzja termojądrowa na Słońcu powtarza proces wulkaniczny na planecie, na przykład na Ziemi. Stąd całe rozumowanie, stosowana jest metoda podobieństwa. Nie ma dowodów na to, że jądro planety Ziemia jest w stanie stopionej cieczy. Nawet geofizyka nie może dostać się na takie głębokości. Istnienia wulkanów nie można uznać za dowód na istnienie płynnego jądra Ziemi. W trzewiach Ziemi, zwłaszcza na płytkich głębokościach, zachodzą procesy fizyczne, które wciąż nie są znane autorytatywnym fizykom. W fizyce nie ma ani jednego dowodu na to, że fuzja termojądrowa zachodzi we wnętrzu jakiejkolwiek gwiazdy. A w bombie termojądrowej fuzja termojądrowa wcale nie powtarza modelu we wnętrzu Słońca.

Przy bliższym oględzinach Słońce wygląda jak sferyczny palnik wolumetryczny i jest bardzo podobny do spalania na dużej powierzchni ziemi, gdzie pomiędzy granicą powierzchni a strefą spalania (prototyp korony słonecznej) jest przerwa przez który jest przenoszony na powierzchnię ziemi promieniowanie cieplne, który odparowuje np. rozlane paliwo i tak przygotowane opary przedostają się do strefy spalania.

Oczywiste jest, że na powierzchni Słońca taki proces zachodzi w różnych, odmiennych warunkach fizycznych. Podobne warunki fizyczne, dość zbliżone parametrami, postawiono przy opracowywaniu projektu kontrolowanego reaktora termojądrowego, Krótki opis a schematyczny diagram jest przedstawiony w zgłoszeniu patentowym przedstawionym poniżej.

Streszczenie zgłoszenia patentowego nr 2005123095/06 (026016).

„Metoda kontrolowanej fuzji termojądrowej i kontrolowanego reaktora termojądrowego do realizacji kontrolowanej fuzji termojądrowej”.

Wyjaśniam sposób i zasadę działania zastrzeganego kontrolowanego reaktora termojądrowego do realizacji kontrolowanej fuzji termojądrowej.

Ryż. 1. Uproszczony schemat ideowy UTYAR

Na ryc. 1 przedstawia schematyczny diagram UTYAR. Mieszanka paliwowa, w stosunku masowym 1:10, sprężona do 3000 kg/cm2 i podgrzana do 3000 °C, w strefie 1 miesza się i wchodzi przez gardziel dyszy do strefy rozprężania 2 ... W strefie 3 mieszanka paliwowa jest zapalona.

Temperatura iskry zapłonowej może być dowolna wymagana do rozpoczęcia procesu termicznego - od 109 ... 108 K i poniżej, zależy to od potrzeb warunki fizyczne.

W strefie wysokiej temperatury 4 proces spalania odbywa się bezpośrednio. Produkty spalania przekazują ciepło w postaci promieniowania i konwekcji do układu wymiany ciepła 5 i w kierunku napływającej mieszanki paliwowej. Urządzenie 6 w aktywnej części reaktora od krytycznej sekcji dyszy do końca strefy spalania pomaga zmienić wartość sił kulombowskich i zwiększa efektywny przekrój jąder mieszanki paliwowej (stwarza niezbędne warunki fizyczne).

Na schemacie widać, że reaktor wygląda jak palnik gazowy. Ale reaktor termojądrowy powinien taki być i oczywiście parametry fizyczne będą się różnić setki razy od np. parametrów fizycznych palnika gazowego.

Istotą wynalazku jest powtórzenie fizycznych warunków syntezy termojądrowej na Słońcu w warunkach ziemskich.

Każde urządzenie wytwarzające ciepło wykorzystujące spalanie musi stwarzać następujące warunki - cykle: przygotowanie paliwa, mieszanie, doprowadzenie do przestrzeni roboczej (strefy spalania), zapłon, spalanie (przemiana chemiczna lub jądrowa), odprowadzenie ciepła z gorących gazów w postaci promieniowania i konwekcja oraz usuwanie produktów spalania. W przypadku odpadów niebezpiecznych – ich utylizację. W zadeklarowanym patencie wszystko to jest zapewnione.

Główny argument fizyków o spełnieniu kryterium Lowsena jest spełniony - podczas zapłonu iskrą elektryczną lub wiązką laserową, a także parującego paliwa odbitego od strefy spalania, szybko naładowanych elektrycznie cząstek, a także fotonów - kwantów pole elektromagnetyczne o energii o dużej gęstości osiąga temperaturę 109 ... 108 K dla pewnej minimalnej powierzchni paliwa, ponadto gęstość paliwa wyniesie 10 14 cm -3. Czy nie jest to sposób i metoda na spełnienie kryterium Lowsena. Ale wszystkie te parametry fizyczne mogą się zmienić, gdy czynniki zewnętrzne wpływają na inne parametry fizyczne. To wciąż jest know-how.

Rozważmy przyczyny niemożności zrealizowania fuzji termojądrowej w znanych reaktorach termojądrowych.

16. Wady i problemy ogólnie przyjętych w fizyce pojęć dotyczących reakcji termojądrowej na Słońcu

1. Wiadomo, że. Temperatura widocznej powierzchni Słońca - fotosfery - 5800 K. Gęstość gazu w fotosferze jest tysiące razy mniejsza niż gęstość powietrza na powierzchni Ziemi. Ogólnie przyjmuje się, że temperatura, gęstość i ciśnienie wewnątrz Słońca wzrastają wraz z głębokością, osiągając odpowiednio 16 milionów K w centrum (niektórzy uważają, że 100 milionów K), 160 g/cm 3 i 3,5 · 10 11 bar. Pod wpływem wysokich temperatur w jądrze Słońca wodór zamienia się w hel z wydzieleniem dużej ilości ciepła. Czyli uważa się, że temperatura wewnątrz Słońca wynosi od 16 do 100 milionów stopni, na powierzchni 5800 stopni, a w koronie słonecznej od 1 do 2 milionów stopni? Dlaczego takie bzdury? Nikt nie potrafi tego jasno i jasno wyjaśnić. Dobrze znane powszechnie akceptowane wyjaśnienia mają wady i nie dają jasnego i wystarczającego wyobrażenia o przyczynach naruszenia praw termodynamiki na Słońcu.

2. Bomba termojądrowa i reaktor termojądrowy działają na różnych zasadach technologicznych, tj. różnie podobne. Nie da się stworzyć reaktora termojądrowego na podobieństwo bomby termojądrowej, co zostało przeoczone w rozwoju nowoczesnych eksperymentalnych reaktorów termojądrowych.

3. W 1920 roku autorytatywny fizyk Eddington ostrożnie zasugerował naturę reakcji termojądrowej na Słońcu, że ciśnienie i temperatura we wnętrzu Słońca są tak wysokie, że mogą tam zachodzić reakcje termojądrowe, w których jądra wodoru (protony) łączą się w jądro helu-4. Jest to obecnie ogólnie przyjęty pogląd. Ale od tego czasu nie ma dowodów na to, że w jądrze Słońca o temperaturze 16 mln K (niektórzy fizycy uważają 100 mln K), gęstości 160 g/cm3 i ciśnieniu 3,5 x 1011 barów zachodzą reakcje termojądrowe, są tylko teoretyczne założenia ... Reakcje termojądrowe w koronie słonecznej są oparte na dowodach. Nie jest trudno wykryć i zmierzyć.

4. Problem neutrin słonecznych. Reakcje jądrowe zachodzące w jądrze Słońca prowadzą do powstania dużej liczby neutrin elektronowych. Powstawanie, przemiany i liczba neutrin słonecznych według starych koncepcji nie są jasno wyjaśnione i wystarcza na kilkadziesiąt lat. W nowych koncepcjach syntezy termojądrowej na Słońcu nie ma tych teoretycznych trudności.

5. Problem z ogrzewaniem koronowym. Nad widoczną powierzchnią Słońca (fotosfery), która ma temperaturę około 6 000 K, znajduje się korona słoneczna o temperaturze ponad 1 500 000 K. Można wykazać, że bezpośredni strumień ciepła z fotosfery jest niewystarczający, aby prowadzić do tak wysokiej temperatury koronowej. Nowe rozumienie syntezy termojądrowej na Słońcu wyjaśnia naturę takiej temperatury w koronie słonecznej. To w nim zachodzą reakcje termojądrowe.

6. Fizycy zapominają, że TOKAMAKI są potrzebne głównie do przechowywania plazmy wysokotemperaturowej i nic więcej. Istniejące i powstające TOKAMAKI nie zapewniają stworzenia niezbędnych, specjalnych warunków fizycznych do przeprowadzenia fuzji termojądrowej. Z jakiegoś powodu nikt tego nie rozumie. Wszyscy uparcie wierzą, że deuter i tryt powinny dobrze spalać się w temperaturach rzędu wielu milionów dolarów. Dlaczego miałoby to nagle? Cel nuklearny po prostu eksploduje szybko, a nie płonie. Przyjrzyj się dokładnie, jak w TOKAMAKU zachodzi spalanie jądrowe. Taki wybuch jądrowy może wytrzymać tylko silne pole magnetyczne bardzo dużego reaktora (łatwo obliczyć), ale wtedy sprawność wynosi taki reaktor byłby nie do zaakceptowania w zastosowaniach technicznych. W zastrzeżonym patencie problem ograniczenia plazmy termojądrowej można łatwo rozwiązać.

Wyjaśnienia naukowców na temat procesów zachodzących we wnętrzu Słońca są niewystarczające do dogłębnego zrozumienia syntezy termojądrowej. Nikt nie brał pod uwagę procesów przygotowania paliwa, procesów wymiany ciepła i masy na głębokości, w bardzo trudnych warunkach krytycznych. Na przykład, jak, w jakich warunkach powstaje plazma na głębokości, na której zachodzi fuzja termojądrowa? Jak się zachowuje itp. W końcu tak technicznie są ustawione TOKAMAKI.

Tak więc nowa koncepcja syntezy termojądrowej rozwiązuje wszystkie istniejące techniczne i problemy teoretyczne na tym obszarze.

PS Osobom, które od dziesięcioleci wierzą w opinie (założenia) autorytetów naukowych, trudno jest proponować proste prawdy. Aby zrozumieć, o co chodzi w nowym odkryciu, wystarczy samodzielnie zrewidować to, co przez wiele lat było dla siebie dogmatem. Jeśli nowa propozycja dotycząca natury efektu fizycznego budzi wątpliwości co do prawdziwości starych założeń, udowodnij prawdziwość przede wszystkim sobie. Tak powinien robić każdy prawdziwy naukowiec. Odkrycie syntezy termojądrowej w koronie słonecznej jest udowadniane przede wszystkim wizualnie. Spalanie termojądrowe nie zachodzi we wnętrzu Słońca, ale na jego powierzchni. To jest specjalne palenie. Na wielu fotografiach i fotografiach Słońca można zobaczyć, jak przebiega proces spalania, jak przebiega proces powstawania plazmy.

1. Kontrolowana fuzja termojądrowa. Wikipedia.

2. Velikhov E.P., Mirnov S.V. Kontrolowana fuzja termojądrowa osiąga swój punkt wyjścia. Troicki Instytut Badań nad Innowacyjnością i Fuzją. Rosyjski Centrum naukowe Instytut Kurczatowa, 2006.

3. Llewellyn-Smith K. W stronę energii termojądrowej. Materiały z wykładu wygłoszonego 17 maja 2009 w FIAN.

4. Encyklopedia Słońca. Praca dyplomowa, 2006.

5. Słońce. Astronet.

6. Słońce i życie Ziemi. Komunikacja radiowa i fale radiowe.

7. Słońce i Ziemia. Wahania jednolite.

8. Słońce. Układ Słoneczny... Astronomia ogólna. Projekt „Astrogalaktyka”.

9. Podróżuj z centrum słońca. Popularna mechanika, 2008.

10. Słońce. Encyklopedia fizyczna.

11. Astronomiczne zdjęcie dnia.

12. Spalanie. Wikipedia.

"Nauka i technologia"