|
|
|
сделать стартовой | добавить в избранное |
 |
|
Синтез лёгких ядер (дефект массы) и Парадокс моделей вселенной |
Фонарь садовый «Тюльпан». 
Крючки с поводками Mikado SSH Fudo "SB Chinu", №4BN, поводок 0,22 мм. 
Ночник-проектор "Звездное небо, планеты", черный. Негосударственное общеобразовательное учреждение Высшего профессионального образования Омский Юридический Институт Р Е Ф Е Р А Т По предмету: Концепции современного естествознания.Тема: Синтез лёгких ядер (дефект массы) и Парадокс моделей вселенной. Выполнил: студент группы 41-у Рековский В.Р. Проверил: Гайдамакин А.А. Омск - 2004 Ядерная энергетика синтеза основана на синтезе легких ядер, протекающего при высоких температурах Т ( 100 106 К, когда реагирующая среда является полностью ионизированным газом – плазмой. Изучаются различные схемы удержания горючей плазмы. Первые опытные энергетические ректоры синтеза – термоядерные реакторы, - вероятно, будут построены к концу этого века. В настоящее мировое производство энергии соответствует сжиганию около 10 млрд. т обычного топлива в год. В следующем веке эта величина, вероятно, возрастет в несколько раз. Ядерная энергетика способна обеспечить длительное развитие человечества без ограничений со стороны топливных ресурсов. Синтез легких ядерЕсли W > 0, то распад ядра энергетически запрещен. Но в обратном процессе - слиянии ядер X1 и X2 - энергия исходной системы должна уменьшится на величину W. Продукты синтеза приобретут кинетическую энергию W. На правой половине Рис. 5 изображена реакция слияния 2H 2H --> 3He 3,2 МэВ. Однако наибольший интерес представляют реакции 21H 31H --> 42He 17,6 МэВ, 21H 32He --> 42He 11H 18,3 МэВ. Высвобождающаяся энергия, отнесенная к одному нуклону дейтерия, значительно больше энергетического выхода на один нуклон делящегося изотопа урана-235. Для реализации таких реакций необходимо сблизить ядра на расстояние R ~ 10- 14м, затратив энергию k0 e2/R ~ 0,15 ч0,3 МэВ, поэтому реакции остаются энергетически выгодными. Поскольку тритий очень радиоактивен, то реакция с использованием 3He более безопасна. Надежды на практическую реализацию управляемого термоядерного синтеза продолжают оставаться "умеренно оптимистическими" на протяжении более 40 лет. Если бы удалось осуществить управляемые термоядерные реакции в промышленных услових, то это дало бы доступ к практически неисчерпаемым источникам энергии и избавило бы человечество от угрозы энергетического кризиса. С другой стороны, если взорвутся те огромные запасы водородных бомб, которые накоплены (и продолжают накапливаться многими странами, несмотря на окончание т.н. холодной войны), то человечество и большая часть всего живого на Земле будет уничтожено. Дефект массы – характеристика атомного ядра, энергия связи. Задача о нецелочисленности атомного веса изотопов долго волновала учёных, но теория относительности, установив связь между массой и энергией тела (E=mc2), дала ключ к решению этой задачи, а протон-нейтронная модель атомного ядра оказалась тем замком, к которому этот ключ подошёл. Для решения данной задачи понадобятся некоторые сведения о массах элементарных частиц и атомных ядер (табл. 1.1). Таблица 1.1 Масса и атомный вес некоторых частиц Частица Символ Масса, кг Масса в физической шкале Электрон e (9,1083(0,0003)(10-31 (5,48763(0,00006)(10–4 Протон (1,67239(0,00004)(10-27 1,007593(0,000003 Нейтрон (1,67470(0,00004)(10-27 1,008982(0,000003 Альфа-частица (6,6433(0,0001)(10-27 4,002780(0,000006 (Массы нуклидов и их разности определяют опытным путем с помощью: масс- спектроскопических измерений; измерений энергий различных ядерных реакций; измерений энергий ?- и ?-распадов; микроволновых измерений, дающих отношение масс или их разностей.)
Сравним массу (-частицы, т.е. ядра гелия, с массой двух протонов и двух нейтронов, из которых оно состоит. Для этого из суммы удвоенной массы протона и удвоенной массы нейтрона вычтем массу (-частицы и полученную таким образом величину назовём дефектом массы (m=2Mp 2M -M(=0,03037 а.е.м. (1.1) Атомная единица массы mа.е.м.= (1,6597(0,0004)(10-27 кг. (1.2) Пользуясь формулой связи между массой и энергией, делаемой теорией относительности, можно определить величину энергии, которая соответствует этой массе, и выразить её в джоулях или, что более удобно, в мегаэлектронвольтах (1 Мэв=106 эв). 1 Мэв соответствует энергии, приобретаемой электроном, прошедшим разность потенциалов в миллион вольт. Энергия, соответствующая одной атомной единице массы, равна E=mа.е.м.( с2=1,6597( 10-27( 8,99 ( 1016=1,49 ( 10-10 дж=931 Мэв. (1.3) Наличие у атома гелия дефекта массы ((m = 0,03037 а.е.м.) означает, что при его образовании была излучена энергия (Е=(mс2= 0,03037( 931=28 Мэв). Именно эту энергию нужно приложить к ядру атома гелия для того, чтобы разложить его на отдельные частицы. Соответственно на одну частицу приходится энергия, в четыре раза меньшая. Эта энергия характеризует прочность ядра и является важной его характеристикой. Её называют энергией связи, приходящейся на одну частицу или на один нуклон (р). Для ядра атома гелия р=28/4=7 Мэв, для других ядер она имеет иную величину. В сороковые годы ХХ века благодаря работам Астона, Демпстера и других ученых с большой точностью были определены значения дефекта массы и вычислены энергии связи для ряда изотопов. На рис.1.1 эти результаты представлены в виде графика, на котором по оси абсцисс отложен атомный вес изотопов, а по оси ординат – средняя энергия связи частицы в ядре. Анализ этой кривой интересен и важен, т.к. по ней, и очень наглядно, видно, какие ядерные процессы дают большой выход энергии. По существу ядерная энергетика Солнца и звёзд, атомных электростанций и ядерного оружия является реализацией возможностей, заложенных в тех соотношениях, которые показывает эта кривая. Она имеет несколько характерных участков. Для лёгкого водорода энергия связи равна нулю, т.к. в его ядре всего одна частица. Для гелия энергия связи на одну частицу составляет 7 Мэв. Таким образом, переход от водорода к гелию связан с крупным энергетическим скачком. У изотопов среднего атомного веса: железа, никеля и др. энергия связи частицы в ядре наибольшая (8,6 Мэв) и соответственно ядра этих элементов наиболее прочные. У более тяжёлых элементов энергия связи частицы в ядре меньше и поэтому их ядра относительно менее прочные. К таким ядрам относится и ядро атома урана-235. Чем больше дефект массы ядра, тем большая энергия излучена при его образовании. Следовательно, ядерное превращение, при котором происходит увеличение дефекта массы, сопровождается добавочным излучением энергии. Рисунок 1.1 показывает, что имеются две области, в которых эти условия выполняются: переход от самых лёгких изотопов к более тяжёлым, например, от водорода к гелию, и переход от самых тяжёлых, например урана, к ядрам атомов среднего веса.
Так же есть часто используемая величина, несущая в себе ту же информацию, что и дефект масс – упаковочный коэффициент (или множитель). Упаковочный коэффициент характеризует стабильность ядра, его график представлен на рисунке 1.2. Рис. 1.2. Зависимость упаковочного коэффициента от массового числа Современные космологические модели Вселенной. Как указывалось в предыдущей главе, в классической науке существовала так называемая теория стационарного состояния Вселенной, согласно которой Вселенная всегда была почти такой же, как сейчас. Астрономия была статичной: изучались движения планет и комет, описывались звезды, создавались их классификации, что было, конечно, очень важно. Но вопрос об эволюции Вселенной не ставился. Классическая ньютоновская космология явно или неявно принимала следующие постулаты: • Вселенная — это всесуществующая, «мир в целом». Космология познает мир таким, как он существует сам по себе, безотносительно к условиям познания. • Пространство и время Вселенной абсолютны, они не зависят от материальных объектов и процессов» • Пространство и время метрически бесконечны. • Пространство и время однородны и изотропны. • Вселенная стационарна, не претерпевает эволюции. Изменяться могут конкретные космические системы, но не мир в целом. В ньютоновской космологии возникали два парадокса, связанные с постулатом бесконечности Вселенной. Первый парадокс получил название гравитационного. Суть его заключается в том, что если Вселенная бесконечна и в ней существует бесконечное количество небесных тел, то сила тяготения будет бесконечно большая, и Вселенная должна сколлапсировать, а не существовать вечно. Второй парадокс называется фотометрическим: если существует бесконечное количество небесных тел, то должна быть бесконечная светимость неба, что не наблюдается. Эти парадоксы, не разрешимые в рамках ньютоновской космологии, разрешает современная космология, в границах которой было введено представление о расширяющейся и эволюционирующей Вселенной. Современные космологические модели Вселенной основываются на общей теории относительности А. Эйнштейна, согласно которой метрика пространства и времени определяется распределением гравитационных масс во Вселенной. Ее свойства как целого обусловлены средней плотностью материи и другими конкретно-физическими факторами. Современная релятивистская космология строит модели Вселенной, отталкиваясь от основного уравнения тяготения, введенного А. Эйнштейном в общей теории относительности. Уравнение тяготения Эйнштейна имеет не одно, а множество решений, чем и обусловлено наличие многих космологических моделей Вселенной. Первая модель была разработана самим А. Эйнштейном в 1917 г. Он отбросил постулаты ньютоновской космологии об абсолютности и бесконечности пространства и времени. В соответствии с космологической моделью Вселенной А. Эйнштейна мировое пространство однородно и изотропно, материя в среднем распределена в ней равномерно, гравитационное притяжение масс компенсируется универсальным космологическим отталкиванием. Модель А. Эйнштейна носит стационарный характер, поскольку метрика пространства рассматривается как независимая от времени.
ЯДЕРНАЯ ЭНЕРГИЯ (атомная энергия) - внутренняя энергия атомных ядер, выделяющаяся при ядерных превращениях (ядерных реакциях). Энергия связи ядра. Дефект массыНуклоны (протоны и нейтроны) в ядре прочно удерживаются ядерными силами. Чтобы удалить нуклон из ядра, надо совершить большую работу, т. е. сообщить ядру значительную энергию. Под энергией связи ядра понимают энергию, которая необходима для полного расщепления ядра на отдельные нуклоны. На основании закона сохранения энергии можно утверждать, что энергия связи равна энергии, которая выделяется при образовании ядра из отдельных частиц. Энергия связи атомных ядер очень велика по сравнению с энергией связи электронов с атомным ядром.Определить энергию связи ядра можно, зная массу ядра и массы частиц - протонов и нейтронов, из которых оно состоит. Существует т. н. дефект массы: масса покоя ядра всегда меньше суммы масс покоя входящих в него нуклонов. Энергия связи ядер вычисляется с помощью известного соотношения Эйнштейна для связи энергии Е и массы m: E = m/c2 (где с - скорость света) и равна произведению дефекта массы (т. е. суммарной массы свободных нуклонов минус масса ядра) на квадрат скорости света.Удельная энергия связиВажную информацию о свойствах ядер дает знание удельной энергии связи ядра, т. е. энергии связи, приходящейся на один нуклон
2. Классические модели стратегического анализа и планирования: модель ADL/LC
3. Классические модели стратегического анализа и планирования: модель Shell/DPM1
5. О физической обоснованности некоторых идей в физике и космологии
9. Аналогии и модели - один из методов обучения физики средней школы
10. Вселенная, которую я выбираю (Модель Вселенной Лео Шарка)
11. Физика звезд
12. Стационарная модель Вселенной
13. Модель экономического развития Южной Кореи на современном этапе
14. Проблема применения моделей устойчивого развития на региональном уровне
15. Физико-географический очерк Тульской области
16. Методы и модели демографических процессов
Набор для специй "Золотая Серена", 2 предмета+салфетница, 23x6,5x9 см. 
Складной дорожный горшок Potette Plus с силиконовой вставкой и пакетами 10 штук. 
Настольная игра "Зомби в доме". 17. Математические методы и модели в конституционно-правовом исследовании
18. Анализ современных моделей реформирования налоговой системы
19. Модели будущего в русской литературе
20. Социально-экономическая модель цивилизации древних майя
21. Основные черты античной модели
25. Модель файловой системы FAT
26. Разработка математической модели и ПО для задач составления расписания
27. Разработка альтернативных моделей предметной области в виде многоуровневых контекстных диаграмм
29. "Уравнения математической физики", читаемым авторов на факультете "Прикладная математика" в МАИ
30. Стохастическая диффузионная модель гетерогенных популяций
31. Макрофаги перитонеального экссудата как модель фагоцитоза и нарушений фагоцитарной активности
32. Дидактические функции проверки и учета знаний и умений, учащихся по физике
Мягкая игрушка "Волк. Забивака", 21 см. 
Этажерка для обуви, 5 полок. 
Шар предсказаний, 12 см. 33. Методы поиска и исследований в преподавании физики
34. Домашние наблюдения и опыты учащихся по физике. Их организация
35. Комплексные задачи по физике
36. Оценка систем дистанционного образования (математическая модель)
41. Обзор методов и способов измерения физико-механических параметров рыбы
42. Компьютерные модели автомобилей
43. Ошибочные действия по Фрейду
44. Анализ операций умножения и деления в конкретной модели АЛУ
45. Физико-математические основа радиоэлектронных систем
46. Моделирование как метод естествознания. Модель демографического взрыва
47. Опыт реконструкции индоевропейской космологической традиции
48. Методы и модели демографических процессов
Шкатулка декоративная для ювелирных украшений "Вокруг света", 18,5x13,5x7,5 см. 
Трехколесный велосипед Funny Jaguar Lexus Trike Next Pro Air (цвет: фиолетовый). 
Подарочный набор: визитница, ручка, нож складной, арт. 46051. 49. Специфика физики микрообъектов
50. Пространство и время в физике
51. Наука - Физика
52. Физика
53. Подборка основных формул по физике
57. Лекции по физике за 2 семестр
58. Физика
60. Лабораторные работы по физике
61. Билеты по Физике
62. Физика. Билеты к экзамену за 9 класс
63. Шпаргалка по физике, 1 семестр, Механика
64. Билеты по физике за весь школьный курс
Подставка для колец "Слоник", арт. 62258. 
Бортик Polini Basic (цвет: белый). 
Подушка "MediumSoft Стандарт", 70х70 см. 66. Экзамен по физике для поступления в Бауманскую школу
67. Ответы на билеты по физике за 9 класс
69. Углубленные экзаменационные билеты по физике и ответы (11 класс)
73. Физика (шпаргалка: квантовая механика)
74. Домашние наблюдения и опыты учащихся по физике. Их организация
75. Моделирование в физике элементарных частиц
76. Шпаргалки по физике за 2 курс, 2 сесестр (УГТУ-УПИ)
77. Физика (билеты с ответами)
78. Космология
79. Теория функций. Функционика. Модель личности по Аугустинавичуте
80. Математическая гипотеза в неклассической физике
Контейнер хозяйственный универсальный, на колесах, 10 литров. 
Развивающая игрушка "Паровозик" со звуком. 
Потолочная сушилка "Лиана", 1,6 м. 81. Космогонические модели ионйцев
82. Физико-химические свойства нефтей Тюменского региона
83. МОДЕЛЬ ЯДРА АТОМА И ТАБЛИЦА ЭЛЕМЕНТОВ
84. Бизнес-план как модель инвестиционного проекта
85. Оценка экономической целесообразности производства ПЭВМ, с помощью электронной модели.
90. Исследование особенностей японской модели менеджмента
91. Модель разработки стратегии для ОАО "Аливария"
93. Модель человека, анализ деятельности предприятия /на примере ОАО "КШЗ"/ (Контрольная)
94. Рынок ценных бумаг и его основные модели
95. Нахождение параметров модели
96. Измерение и Экономико-математические модели
Кондиционер для белья Cj Lion "Porinse Aroma Capsule", с ароматом розы, 2,1 л. 
Мозаика с прозрачным полем, 40 мм, 100 деталей. 97. Математические модели в программе логического проектирования
99. Паутинообразная модель моделирования динамики рыночных цен
100. Модель экономического роста
Мешок для обуви "Синий", 33х40 см.