Termoyadroviy reaksiyalar, yulduzlar energiyasi

Termoyadroviy reaksiyalar, yulduzlar energiyasi

TERMOYADROVIY REAKSIYALAR, YULDUZLAR ENERGIYASI
Insoniyat doimo yadro arzon va qulay energiya manbaiga ega bo’lishga intilgan. Yadro reaktorining yaratilishi esa yadro energetikasining sanoatda qo’llanilishida, ya’ni undan inson ehtiyojlari uchun foydalanishga imkon yaratdi. Yadro yonilgisining zaxiralari kimyoviy yonilgi zaxiralaridan yuzlab marta ko’p.
Shunin uchun elektir energiyasining asosiy qismi atom elektir sitansiyalarida (AES) ishlab chiqarilanganda edi. Bu bir tomondan elektr energiyasini tan narxini kamaytirsa ikinchi tomondan insoniyatni bir necha yillar elekrt energiyasi muammosidan xalos qilgan bo’lar edi. AES lar judaixcham. AES 1954 yilda Obnensik shajhrida ishga tushirilgan.
2. Kochma anjom dvigatellari.

Yadro yonilg’isi juda ixcham va ko’chirish tashish qulayligi uchun ancha muncha sohalarda foydalaniladi. Yadro yonilgisini yuqori unumdorligi va yadro dvigahtellarning mustaqil ishlash imkoniyati ulardan suv osti va suv usti kemasidan foydalanishi imkoniyatini yaratdi.

Hozirgi kunda “Arktika” Sibir kabi ko’plab atom muz yoraralari va atom elektrlaridan energiya olib ishlovchi ko’plab suv osti kemalari faoliyati ko’rsatilmoqda. AESda ishlaganda texnika xavfsizligi qoidlariga qatrtiy rioya qilish kerak. Aks holda katta halokatlarga olib kelishi mumkin.
Chernobek voqeasi bunga misol.
3. Teryadro sintezi.

Nafaqa ogir yadrolar bo’linishida balki yengilroq yadrolarning lo’shilib ogirroq yadrolar hosil bo’lishiga ham energiya ajralib chiqadi.

Normal sharoitdayadrolarning qo’shilishi mumkin emas. Chunki musbat zaryadlarda juda katta kulan itarish kuchi ta’sir qiladi. Bu yadrolarni qo’shish uchun esa, ularni shunday yaqinlashtirish kerakki, bunda yadro tortishish kuchlari kulon itarish kuchlaridan kattaroq bo`lib qolsin.ubuning uchun esa yadrolarni kinetik energiyalarni orttirish, ya’ni eng yuqorti ktemperatularda bu yadrolar bir-birlarga juda yaqin kelishlari, yadro kuchlari ta’sirida bog’lanishlari va ogirroq yadroga birikishlarti mumkin. Bunday hol 10 ⁷ K va undan yuqori tmperatularda ro’y beradi. Shuning uchun bunday reakciyalarni termoyadro reakciyalari deyiladi.
Engil yadrolar qo’shilib ogir yadrolar hosil bo’lishiga esa termoyadro sintezi deyiladi.
4. Energiya balansi.

Engil yadrolarni qo’shilishida katta miqdordagi energiya ajralib chiqadi. Chunki hosil bo’lgan yangi yadrolarning Solishtirma bog’lanish energiyasi katta bo’ladi agar har bir nuqtalarda uran yadrosining parchalanishida 1 Me V eneregiya ajralmasi mos kelsa, deyteriy va treytiyning sintezida 3.52 Me V energiya to’g’ri keladi:

1 H 3+1 H 2 -- 2 H E 4+0 N 1 (17.6 MEV )
(Proeksion ko’rgazmali albomdagi 115-rasmga qarang )
Deyteriy yadrosining bog’lanish energiyasi 2.2MeV. Demak reaksiya paytiga 28.3 MeV –(2.2+8.5)MeV=17.6 MeV
Energiya ajralib chiqdi.
Har bir nukleiga to’g’ri kelgan energiyani topsak
17.6 MeV
--------------- =3.52 MeV
5
Yani harbir nuklenga bo’linishi reaksiyanikiga qaraganda qrib to’rt marta ko’proq enegiya tgo’g’ri keladi.
5.Termoyadro energiyasi muammolari.

1.Suvdan termoyadro reaksiyalari yonilg’isi sifatida foydalanish.

2.Termoyadro energiyasidan paytida ajralib chiqqan issiqlikni saqlab turish va tashish
3.Termoyadro energiyasidan yanada foydalanish sohalarini kengaytirish
6.Qyosh Erga eng yaqin joylashgan yulduzlar.

Quyoshni va unda bo’ladigan jarayolarni o’rganib chgiqib, yuldizlar uchun qo`llanish va xulosa chiqarish o`rinlidir qiyoshning 80% dan ko`p qismini N2 vodorot va 18 %ni Ns geliy atomlari tashkil qiladi. Quyosh energiyasining asosiy manbai bo`lish termoyadro reyaksiyalari uning yadrosida ro`y beradi (Fizika 2003) II- qism 70 rasm.

Plazma holatidagi quyosh yadrosining rasdiusining umumiy yadrtosining taxmindan 3\1 teng bo`lib, tepperaturasi 10.000.000. K ga teng yadrodan keyin taxminan shunga qalimlikda nurlanish energiyasining tashish zonasi joylashgan. Undan keyin 200 ming km qalinlikdagi konvektiv zona keladi bu zona quyoshning tashqi qatlamlari- atmosferaga tutashib ketgan. Qoyosh atmosferasi, fotosfera,xromosfera va tojdan iborat.garchi quyosh atmosfera rasmining tashqi qatlamlariga temperatura. 1MK ashrafida bo’lsa hamum, ularning nurlanishi quyosh chiqaradigan energiyaning juda kam qismini tashkil qiladi. Quyosh chiqargan energiyaning asosiy qismini tashkil qiladi. Quyosh chi9qaradigan energiyaning asosiy qismini fotosferaning 6000 k temperaturasini quyoshning tenperaturasini deb olinadi.
7. Quyosh va yulduzlar yadrosi termo yadro reaktori sifatida.

Barcha yulduzlarning jumladan, quyosh yadrosida ham termo yadro sintezi ro’y beradi. Quyoshsimon yulduzlarning ham xuddi quyosh singari, 80% massasini bodorod, qolgan 20% ga yaqinini geliy tashkil qiladi. Ularning yadrosidagi temperatura 10\7-10\8 k ga teng bo’lib, barcha atomlarto’la moslashgan, ya’ni plazma holatida bo’ladi. Ularni yadrosida tinimsiz termoyadro sintezi ro’y berib turadi. Shuning uchun ham quyosh va yulduzlar yadrosini termo yadro reaktori sifatida qarash mumkin.

Ularda 2 xil sikl ro`y beradi.
1.Proton – proton sikl.
2. Uglerod sikl.
Termoyadro reakciyalar.
Uran yadrisining minglikdagi massasi yadro bo’linganda hosil bo’lgan parchalarning tinchlikdagi massalakri yigindisidan katta edi. Engil yadrolarda esa buning teskarisi. Masalan, geliy – He yadrosining tenchlikdagi massasi bu yadroni bo’lish mumkin bo’lgan 2 ta ogir vodorod ( H) yadrosining tinglikdagi massalari yigindisidan ancha kichik. Bu esa engil yadrolar qo’shilganda ularning tinglikdagi massasining kamayishini, binobarin, katta miqdorda energiya chiqichi mumkinligini bildiradi. Bu reakciya yuqori temperaturalardagina ro’y beradi.

Juda ham yuqori temperaturalarda engil yadrolarning qo’shilishi reakciyasi termoyadro reakciyasi deyiladi.

-13
Yadrolar qo’shilishi uchun ular 10 yaqinlashishlari shart. Bunday yaqinlashishga itarishish kuchlari to’sqinlik qiladi. Bu kuchni esa yadrolar issiqlik harakatining juda katta kinetic energiyasi hisobgagina engish mumkin. Masalan, 2 ta deyton ( H) yadrolarini bir-
-15
biriga qo’shish uchun ularni r=3x 10 m yaqinlashtirish zarur. Buning uchun ularning potencial energiyasi I gat eng ish bajariish kerak.
2
e
Bu energiya U=_________ = 0,1 Meв bo’lgani uchun deyton ( )
4 П E0 x2
yadrosining 3\2 kt

o’ryacha kinetic energiyasi ana shu enatgiyaga teng.

9
Bo’lsa deyton potencial to’siqni bemalol engib o’ta oladi. Bu esa T= 2 x 10 k temperaturadagina amalgam oshadi.
Quyosh va yulduzlar energiyasi.

9
T= 2 x 10 K. bu temperaturada quyoshning markaziy qismiga xos bo’lgan temperaturadir. Spectral analiz yordamida quyosh spektrini o’rganish shu narsani ko’rsatadiki, quyosh moddasining, xuddi boshqa yulduzlar moddasi kabi- 80% ini – H2, 20 % -geliy – tashil qiladi. C2 , N2 va O2 esa 1 % kam.

M,ana shuning va temperaturaning kattaligi hisobiga quyosh va yulduzlarda termoyadro reakciyalari ketadi. Ularning nurlanish energiyalari ana shu reakciyalar natijasida paydo bo’ladi.
Demak, termoyadro reakciyalari koinotning rivojlanishida asosiy rol o’ynasa, koinotdagi moddalar kimyoviy tarkibi evolyuciyasida hal qiluvchi rol o’ynar ekan. Bu reakciyalarda yulduzlarning bir necha davomida yoruglik chiqarib turishi uchun etarli bo’lgan energiya ajraladi. Boshqariladigan termoyadro reakciyalarining erda amalgam oshirilshi bitmas-tuganmas energiya manbaini bergan bo’lar edi. Ayniqsa deytiriy bilan tritiyning qo’shilish reakciyasi: oП

5. Mustaqil ishlalsh (15 min)

   
   

(Yangi mavzudan topshiriqlar berish.)

1. Fizika- 2 –kurs kitobidan 169-173 betalarni ko`rib, o`qib chiqish va ayrim joylarini yozib olish topshiriladi.

   
   

2. 70- chi rasmga e`tibor qaratishi va chuqur tushunish topshiriladi.

   
   

3. Quyidagi test savollarini javobini yozish topshiriladi. Savollar kadaskop orqali ko`rsatiladi. O`quychilar faqat kalitini yozib beradi.

   
   

1. savol Odatdagi sharoitga ham yadrolar qo`yiladi.

   
   

1. ha, B, yo`q. S. A va B javoblar to`g`ri.

   
   

2 Savol Engil yadrolar qanday tempperaturada birta yadro birikishlari mumkin.

1. 10\7 Kda B. 6000 Kda B. 10\3

   
   

3-savol Termoyadro sintezi nima.

1. zanjirli yadro reyaksiyalariga.

   
   

2. Yengil yadrolarning qo`shilib, og`ir yadrolar hosil qilishiga.

   
   

3. Barcha xildagi yadro reyaksiyalariga.

   
   

4- savol Vodorot bombasining portlashida qanday reyaksiya ro`y beradi.

A .boshqariladigan riaksiya

B. boshqarilmaydigan riaksiya
V. boshqarilmaydigan termoyadro reaksi
5 savol Quyosh temperaturasi deb qaysi temperatura qabul qilingan .

a .1MK b.10. 000 000 k. .v . 6000

kalit: 1.b. 2. a 3.b 4.v 5.v.

6 .Yangi mavzuni mustaxkamlash (10 minut )

(Mavzuning asil moxiyati izoxlanadi)
Biz bu mavzuga atom elektir stansiyalari, ularning boshqa elektir stansioyalardan avzalliklari terma yadro reaksiyalari, terma yadro reaksiyalarni hasil qilish, terma yadro sintezi enirgiya ajralishi, ulardagi muomalalar quyoshning energetik tuzilishi energiya taqsimoti quyoshda bo’ladigan reaksialar, quyoshga energiyaning bitilmas –tuganmasligi quyosh va yulduzlarni bir –biriga qiyoslash haqida tushuncha paydo qildik.
(O’quvchilar tomonidan qiziqtirgan savollarga javob beriladi ).
7. Xulosa:
Darsga faol hamda passif qatnashgan o’quvchilar harakati e’tirof etiladi rag’batlantiradi va bolalar e’lon qailinadi.
8. Uyga vazifa:

Daftarga 70 rasmni chizib kelish.

2. Fizika ikki qismdan 173 bet 1, 2, 3 chi savollarni javobvini yoz\ib kelish.

Atom elektrostanciyasiyasi . Termoyadro reaksiyalari . Quyosh va yulduzlar energiyasi mavzusi buyicha

Test savollari.
1savol. Quyosh qanday elementlardan tashkil topgan

1. Yerda mavjud bo’lgan barch elementlardan

   
   

2. Faqat gazlarda

   
   

v. 80%-H2, 18%-6e2 va 2% boshqalar

2savol. Quyoshdan chiqadigan nurning asosiy qismi qaterdan chiqadi ?

1. Sirti-fotosfero qatlamidan

   
   

2. Markazi-yadro riyaksalari zonasidan

   
   

v. Xromesfera zonasida

3savol.”Tokomak” nima?

1. Tokning magnit maydoni

   
   

2. Yadro reaksiyasi vaqtidagi tok

   
   

v. Yadro reaksiyasi vaqtida ajralgan issiqlik energiyasini saqlash uchun ishlatilgan .toroitli magnit kamerasi

4savol.Plazma nima?

1. Ionlashgan gaz

   
   

2. Issiq suyuqliq

   
   

v.Qizigan har qanday modda

5savol. Vadarod bombasining portlashida qanday reaksiys ro’y beradi?

1. Ximiyaviy reaksiya

   
   

2. Boshqarilmaydigan termatadro reaksiyasi

   
   

v. Kuchliu portlash ro’y berib katta issiqlikajraladi

kalit;1. v 2. b 3 v .4. a 5.b

Adabiyotlar

1. Fizika. Akademik littsy va ksb-hunar koledjlari uchun 2-qism

   
   

2. Fizika. Shoxmayev A.M. 11-sinf.

   
   

3. Fizika. Miyakishev G.YA 10-sinf

   
   

4. Atom va yadro orizikasi. Bobjonov

   
   

5. Fizika. Akademik littsey uchun.3-qism.

   
   

Fizikadan masalalar to’plami

«Akademik litsey va kasb-hunar kollejlari uchun2001yil »
1- Bobdan № 25 masala
Quyidagi reyaksiyalarning har biriga azot 7\14 qanday zarra bilan bombardimon qilingan.

1. 7\14 N+?- 8\17 O+1\1 N

   
   

2. 7\14 N+? –8\15 O+J

   
   

3. 7\14+? –5\11+2\4Ne

   
   

Javoblar.

1. 1\14 N+2\4 Ne- 8\17 O+1\1 N

   
   

2. 7\14 N+1\1 N-8\15N +J

   
   

3. 7\14 N+0.1N- 5\11 B+2\4 Ne

   
   

4. 2\4 Ne bu alfa –zarra

   
   

5. 1\1 N vodorot izotopni yoki protan neytron.

   
   

http://hozir.org