Задача №397-s по физике (11 класс, Мякишев Г.Я.)

Управляемые термоядерные реакции Осуществление управляемых термоядерных реакций на Земле сулит человечеству новый, практически неисчерпа- емый источник энергии. Наиболее перспективной в этом отношении реакцией является реакция слияния дейтерия с тритием: 2H + 3H 4He + 1n. 1 1 2 0 В этой реакции выделяется энергия 17,6 МэВ. Поскольку трития в природе нет, он должен вырабатываться в самом термоядерном реакторе из лития. Экономически выгодная реакция, как показывают рас- чёты, может идти только при нагревании реагирующих ве- ществ до температуры порядка сотен миллионов кельвин при большой плотности вещества (1014—1015 частиц в 1 см3). Такие температуры могут быть в принципе достигнуты пу- тём создания в плазме мощных электрических разрядов. Основн ая трудность на этом пути состоит в том, чтобы удер- жать плазму столь высокой температуры внутри установки на протяжении 0,1—1 с. Никакие стенки из вещества здесь не годятся, так как при столь высокой температуре они сразу же превратятся в пар. Единственно возможным является метод удержания высо- котемпературной плазмы в ограниченном объёме с помощью очень сильных магнитных полей. Однако до сих пор решить эту задачу не удалось из-за неустойчивости плазмы. Неус- тойчивость приводит к диффузии части заряженных частиц сквозь магнитные «стенки». Учёные нашей страны достигли больших успехов в со- здании управляемых термоядерных реакций. Эти работы были начаты под руководством академиков Л. А. Арцимови- ча и М. А. Леонтовича и продолжаются их учениками. Лазерный термоядерный синтез Параллельно ведутся работы по осуществлению управля- емого термоядерного синтеза за счёт нагрева мишени мощ- ными лазерными импульсами. Термоядерная мишень пред- ставляет собой полый стеклянный шарик диаметром 0,1— 1 мм с очень тонкими стенками. Шарик наполнен смесью дейтерия и трития. На мишень фокусируются излучения десятков мощнейших лазерных импульсов. Оболочка мишени испаряется и разле-