Исследование в области физики плазмы и термоядерного синтеза Подготовил: Студент 2 курса «ИМО» Горбачев Никита. - презентация

1 Исследование в области физики плазмы и термоядерного синтеза Подготовил: Студент 2 курса «ИМО» Горбачев Никита

2 Содержание презентации Физическая плазма Физическая плазма Термоядерный синтез Термоядерный синтез Термоядерное оружие Термоядерное оружие

3 Плазма (от греч. «вылепленное», «оформленное») в физике и химии полностью или частично ионизированный газ, который может быть как квазинейтральным, так и неквазинейтральным. Плазма иногда называется четвёртым (после твёрдого, жидкого и газообразного) агрегатным состоянием вещества. Общее понятие плазмы

4 История «рождения» плазмы Исследование зарядов начались в 17 веке Отто фон Генрике Исследование зарядов начались в 17 веке Отто фон Генрике Авторские права на термин плазма Ирвингу Лэнгмюру Авторские права на термин плазма Ирвингу Лэнгмюру Понятие плазмы крови было введено чешским Понятие плазмы крови было введено чешским медиком Яном Пуркинье медиком Яном Пуркинье Потребовалось около 30 лет чтобы Потребовалось около 30 лет чтобы термин плазма стал общепринятым термин плазма стал общепринятым

5 Типы элементарных процессов в плазме где – относительная скорость; – приведённая масса взаимодействующих частиц; – М масса иона; – m масса электрона;

6 Примеры видов плазмы

7 Термоядерный синтез Управляемый термоядерный синтез (УТС) синтез более тяжёлых атомных ядер из более лёгких с целью получения энергии Управляемый термоядерный синтез (УТС) синтез более тяжёлых атомных ядер из более лёгких с целью получения энергии

8 Требования к энергетике Доступность и практически неограниченные запасы топлива Доступность и практически неограниченные запасы топлива Высокие экологические характеристики Высокие экологические характеристики Приемлемые экономические показатели стоимости энергии Приемлемые экономические показатели стоимости энергии Возможность решать энергетическую проблему в глобальном масштабе Возможность решать энергетическую проблему в глобальном масштабе

9 Преимущество термоядерной энергетики позволит решить проблему энергетического кризиса позволит решить проблему энергетического кризиса высокая экологическая чистота высокая экологическая чистота термоядерный реактор не производит веществ, которые могут быть использованы для производства атомного оружия термоядерный реактор не производит веществ, которые могут быть использованы для производства атомного оружия в термоядерном реакторе, даже очень большой мощности, запас энергии и рабочих веществ довольно мал в термоядерном реакторе, даже очень большой мощности, запас энергии и рабочих веществ довольно мал

10 Создание ТОКАМАКА В мире было сооружено около 300 установок типа токамак Наиболее крупные построены в Европе, Японии, США и России. Установка Т-10 (Россия) Установка Т-10 (Россия) Установка TFTR (США) Установка TFTR (США) Установка JET (Англия) Установка JET (Англия) Установка JT-60 (Япония) Установка JT-60 (Япония)

11 ИТЭР (ITER – International Thermonuclear Experimental Reactor) Создание ИТЭР(ITER) Демонстрация научно технической осуществимости использования термоядерной энергии Демонстрация научно технической осуществимости использования термоядерной энергии Достижение зажигания контролируемой термоядерной реакции Достижение зажигания контролируемой термоядерной реакции Демонстрация режима длительного горения плазмы Демонстрация режима длительного горения плазмы Разработка систем и технологий, необходимых для энергетического термоядерного реактора, и их испытание в интегрированном виде. Разработка систем и технологий, необходимых для энергетического термоядерного реактора, и их испытание в интегрированном виде.

12 Схема ИТЭР(ITER) – центральный соленоид (индуктор); 2 – катушки полоидального магнитного поля 3 – катушка; 4 – вакуумная камера; 5 – криостат 6 – дивертор тороидального магнитного поля;

13 Проектные параметры ИТЭР Полная термоядерная мощность, МВт 500(700) Полная термоядерная мощность, МВт 500(700) Отношение термоядерной мощности к мощности дополнительного нагрева, Q 10 Отношение термоядерной мощности к мощности дополнительного нагрева, Q 10 Средняя нейтронная нагрузка на стенку, МВт/м2 0,57(0,8) Средняя нейтронная нагрузка на стенку, МВт/м2 0,57(0,8) Время горения плазмы в индуктивном режиме, с 400 Время горения плазмы в индуктивном режиме, с 400 Большой радиус плазмы, м 6,2 Большой радиус плазмы, м 6,2 Малый радиус плазмы, м 2,0 Малый радиус плазмы, м 2,0 Ток плазмы, МА 15 (17) Ток плазмы, МА 15 (17) Тороидальное магнитное поле на оси, Тл 5,3 Тороидальное магнитное поле на оси, Тл 5,3 Объем плазмы, м3 837 Объем плазмы, м3 837 Площадь поверхности плазмы, м2 678 Площадь поверхности плазмы, м2 678 Мощность дополнительного нагрева, МВт 73 Мощность дополнительного нагрева, МВт 73

14 Сооружение и инфраструктура ИТЭР Срок строительства лет. Место строительства: Кадараш, Франция. Комплекс ИТЭР – это площадка размером 0,4 х 0,6 км. Примерная стоимость 5 млрд. евро

15 Вклад России в реактор ИТЭР

16 Термоядерное оружие Термоядерное оружие (Водородная бомба) тип оружия массового поражения, разрушительная сила которого основана на использовании энергии реакции ядерного синтеза лёгких элементов в более тяжёлые

17 Спасибо за внимание