Занятие по физике №36 № п/п-7 Группа 3ВГ Дата проведения: 17.02.21г.
Тема: Термоядерные реакции. Применение ядерной энергии. Биологическое действие радиоактивных излучений.
Выполненные задания отправлять на электронную почту: tatiefremenko@yandex.ua
или страницу вКОНТАКТЕ - https://vk.com/id592773352
Индивидуальные консультации, оценивание устных ответов по тел.:
0660627421, 0721813966 Ефременко Т.А.
Домашнее задание: прочитать §90, стр.340, §92, стр.344, §94, стр.350, ответить на вопросы стр.341,345, 352, рассмотреть примеры решения задач на стр. 342, «Физика 11кл.». Срок выполнения: до 24.02.21г.
Видеофильм просмотреть по ссылке: https://yandex.fr/video/preview/?text=Термоядерные%20реакции.%20Применение%20ядерной%20энергии.&path=wizard&parent-reqid=1609606066812152-774971142848001169900107-production-app-host-vla-web-yp-136&wiz_type=vital&filmId=11526267262234633825
https://yandex.fr/video/preview/?text=Физика%2011%20класс%20Биологическое%20действие%20радиоактивных%20излучений.&path=wizard&parent-reqid=1609610153324873-1321358975013894364200107-production-app-host-vla-web-yp-283&wiz_type=vital&filmId=16068371254634584396
Цели занятия: рассмотреть условия, при которых осуществляются термоядерные реакции и проблемы управляемого термоядерного синтеза; познакомить обучающихся с созданием и устройством водородной бомбы; сделать выводы о благе (вреде) ядерных реакций синтеза лёгких ядер, биологическим действием радиоактивных излучений.
Уважаемые ребята! На этом занятии мы с вами выясним, какие излучения называют ионизирующими. Узнаем, в чём проявляется их биологическое воздействие на живые организмы. Познакомимся с некоторыми характеристиками радиоактивных излучений. А также познакомимся с радиационными эффектами.
Теоретический материал для самостоятельного изучения
Данное занятие поможет ребятам разобраться с тем, что такое термоядерные реакции, а так же вред или пользу они приносят и где применяются. Для этого вам необходимо просмотреть видеофильмы и прочитать §90, стр.340, §92, стр.344.
Опорный конспект
Теория.
Ядерные реакции между легкими атомными ядрами, протекающие при очень высоких температурах (107- 108 К), называются термоядерными реакциями. При такой температуре вещество находится в полностью ионизированном состоянии, которое называется плазмой. В этих реакциях ядрам, испытывающим взаимное кулоновское отталкивание, удается, преодолев соответствующий электростатический барьер, сблизиться на расстояние порядка радиуса действия ядерных сил притяжения и совершить ту или иную экзоэнергетическую (т. е. сопровождающуюся выделением энергии) ядерную перестройку.
Ниже приведены несколько основных реакций слияния ядер и указаны для них значения энерговыделения Q. d означает дейтрон − ядро 2Н, t означает тритон − ядро 3Н.
d + d → 3He + n + 4.0 МэВ,
d + d → t + p + 3.25 МэВ,
t + d → 4He + n + 17.6 МэВ,
3He + d → 4He + p + 18.3 МэВ.
На Земле самоподдерживающиеся термоядерные реакции с выделением огромной энергии осуществлялись в течение очень короткого времени (10-7–10-6 сек) при взрывах водородных бомб.
Одной из основных термоядерных реакций, обеспечивающих энерговыделение при таких взрывах, является реакция слияния двух тяжёлых изотопов водорода (дейтерия и трития) в ядро гелия с испусканием нейтрона:
2Н + 3Н 
4Не + n.
При этом освобождается энергия 17.6 МэВ.
В настоящее время ведутся работы по созданию термоядерного реактора, где ядерную энергию в промышленных масштабах предполагается получать за счёт управляемого термоядерного синтеза.
Устройство для проведения термоядерных реакций – термоядерный реактор – находится в стадии разработки. Основное требование, которому должен удовлетворять реактор, заключается в том, чтобы энерговыделение в результате термоядерных реакций с избытком компенсировало затраты энергии от внешних источников на поддержание реакции.
Типы термоядерных реакторов
К первому относятся реакторы, которым энергия от внешних источников необходима только для зажигания термоядерной реакции. Далее реакция поддерживается за счет выделяющейся в плазме энергии. Например, в дейтерий-тритиевой смеси на поддержание высокой температуры (Т ≈ 8 кэВ или 108 К) расходуется энергия α-частиц (3,52 МэВ), образующихся в ходе реакций при их кулоновском торможении в плазме.
К другому типу реакторов относятся те, в которых для поддержания горения реакций недостаточно энергии, выделяющейся в плазме в виде заряженных продуктов реакции, а необходима энергия от внешних источников. Такие реакторы принято называть реакторами с поддержанием горения термоядерных реакций. Это происходит в тех реакторах, где велики энергетические потери, например открытая магнитная ловушка.
Конструкции реакторов
1. Квазистационарные системы. Нагрев и удержание плазмы осуществляется магнитным полем при относительно низком давлении и высокой температуре. Для этого применяются реакторы в виде токамаков, стеллараторов (торсатронов) и зеркальных ловушек, которые отличаются конфигурацией магнитого поля. Реактор ITER имеет конфигурацию токамака.
Квазисимметричный стелларатор (токамак) 
2. Импульсные системы. В таких системах УТС осуществляется путем кратковременного нагрева небольших мишеней, содержащих дейтерий и тритий, сверхмощными лазерными или ионными импульсами. Такое облучение вызывает последовательность термоядерных микровзрывов.
Исследования первого вида термоядерных реакторов существенно более развиты, чем второго. В ядерной физике, при исследованиях термоядерного синтеза, для удержания плазмы в некотором объёме используется магнитная ловушка. Магнитная ловушка призвана удерживать плазму от контакта с элементами термоядерного реактора, т.е. используется в первую очередь как теплоизолятор. Принцип удержания основан на взаимодействии заряженных частиц с магнитным полем, а именно на вращении заряженных частиц вокруг силовых линий магнитного поля. К сожалению, замагниченная плазма очень не стабильна и стремится покинуть магнитное поле. Поэтому для создания эффективной магнитной ловушки используются самые сверхмощныме электромагниты, потребляющее огромное количество энергии.