harghiligiu+costel+referat+fuziunea+nucleara

FUZIUNEA NUCLEARA Fuziunea nucleară a fost realizată pentru prima dată prin anii 1930 prin bombardarea unei ţinte conţinând deuteriu, izotopul hidrogenului cu masa 2, cu deuteroni într-un ciclotron. Pentru a accelera raza de deuteroni este necesară folosirea unei imense cantităţi de energie, marea majoritate transformându-se în căldură. Din această cauză fuziunea nu este o cale eficientă de a produce energie. În anii 1950 prima demonstraţie la scară largă a eliberării unei cantităţi mari de energie în urma fuziunii, necontrolată a fost făcută cu ajutorul armelor termonucleare în SUA, URSS, Marea Britanie şi Franţa. Această experienţă a fost foarte scurtă şi nu aputut fi folosită la producerea de energie electrică. În cadrul fisiunii, neutronul, care nu are sarcină electrică poate interacţiona uşor cu nucleul, în cazul fuziunii, nucleele au amândouă sarcină pozitivă şi în mod natural nu pot interacţiona pentru că se resping conform legii lui Coulomb, lucru care trebuie contacarat. Acest lucru se poate face când temperatura gazului este suficient de mare 50-100 milioane ° C.    Într-un gaz de hidrogen greu izotopii deuteriu şi tritiu la aşa temperaturi are loc fuziunea nucleară, eliberându-se aproximativ 17,6 MeV pe element de fuziune. Problema de bază în atingerea fuziunii nucleare este căldura gazului şi existenţa unei cantităţi suficiente de nuclee pentru un timp îndelungat pentru a permite eliberarea unei energii suficiente pentru a încălzi gazul. O altă problemă este captarea energiei şi convertirea în energie electrică. La o temperatură de 100.000 ° C toţi atomii de hidrogen sunt ionizaţi, gazul fiind compus din nuclee încărcate pozitiv şi electroni liberi încărcaţi negativ, stare numită plasmă. Plasma caldă pentru fuziune nu se poate obţine din materiale obişnuite. Plasma s-ar răci foarte repede, şi pereţii vasului ar fi distruşi de căldură. Dar plasma poate fi controlată cu ajotorul magneţiilor urmând liniile de câmp magnetic stând departe de pereţi. În 1980 a fost realizat un astfel de dispozitiv, în timpul fuziunii temperatura fiind de 3 ori mai mare ca a soarelui. O altă cale posibilă de urmat este de a produce fiziune din deuteriu şi tritiu pus într-o sferă mică de sticlă care să fie bombardată din mai multe locuri cu ul laser pulsând sau cu raze ionice grele. Acest procedeu produce o implozie a sferei de sticlă, păroducăndu-se o reacţie termonucleară care aprinde carburantul. Progresul în fuziunea nucleară este promiţător dar înfăptuirea de sisteme practice de creare stabile de reactie de fuziune care să producă mai multă energie decât consumă va mai lua ceva decenii pentru realizare. Activitatea de experimentare este scumpă. Totuşi unele progrese sau obţinut în 1991 când o cantitate importantă de energie (1,7 milioane W) a fost produsă cu ajutorul reacţie de fuziune controlată în Laboratoarele JET din Finlanda. În 1993 cercetătorii de la Universitatea din Princeton au obţinut 5.6 milioane W. În ambele cazuri s-a consumat mai multă energie decât s-a creat. Dacă reacţia de feziune devine practică oferă o serie de avantaje : o sursă de deuteriu aproape infinită din oceane, imposibilitatea de a produce accidente din cauza cantităţii mici de carburant, reziduriile nucleare sunt mai puţin radioactive şi mai simplu de manipulat. **//__ Interactiunea fotonilor nucleari g cu semiconductori __//**//,// cu particulele atomice din care sunt compusi acestia este identica cu interactiunea //electronilor// si a //fotonilor nucleari X//, indiferent de substanta sau materia cu care interactioneaza. 1 - Efectul fotoelectric (absorbtie). Particulele radiatiei g smulg electroni din stratul K sau L, consumandu-si complet energia. Electronii eliberati se numesc fotoelectroni. 2- Efectul Compton (imprastiere). Particulele radiatiei g se ciocnesc de electronii invelisului electronic al atomului pe care ii smulg din structura atomului, trasmitandu-i numai o parte din energia sa. Particulele radiatiei g sunt deviate de la directia lor initiala, avand o frecventa mai mica E' = hn'. Electronii smulsi din invelisul electronic, in urma ciocniri lor cu particulele radiatiei g se numesc electroni Compton. 3 - Formarea de perechi. Interactiunea fotonilor g cu nucleonii, respectiv protonii si neutronii va genera perechi de particule subatomice. In cazul //interactiunii fotonilor nucleari g (o) cu protonii//, acestia emit perechi de particule electroni (-e)-pozitroni (+e) si se transforma in neutroni si trec de pe orbita fundamentala pe o orbita superioara, iar datorita acestei interactiuni atomul a trecut din starea fundamentala in starea de excitatie. Electroni (-e) sunt particule incarcate din punct de vedere electric negativ si formeaza radiatiile b, iar pozitroni (+e) sunt particule incarcate din punct de vedere electric pozitiv si alcatuiesc radiatiile a. Aceste particule avand sarcini electrice diferite se atrag si se neutralizeaza reciproc printr-un proces de anihilare A, in urma caruia rezulta doua particule (o) neutre din punct de vedere electric care sunt emise sub forma unor cuante de radiatii g moi care sunt identice si au caracteristici asemanatoare cu radiatiile g radioactive emise de nuclee atomice in procesul dezintegrari nucleare radioactive. La revenirea neutronilor de pe orbita superioara, pe orbita fundamentala, acestia emit fotonii nucleari (of) gd duri si diferenta de energie dintre cele doua orbite nucleare. In cazul //interactiunii fotonilor nucleari g (o) cu neutronii//, acestia emit perechi de particule electroni (-e)-neutrini (on) si se transforma in protoni si trec de pe orbita fundamentala pe o orbita superioara. Electroni (-e) sunt particule incarcate din punct de vedere electric negativ formeaza radiatiile b, iar neutrini (on) fiind particule neutre din punct de vedere electric alcatuiesc radiatiile g moi. Protoni nu au o situatie stabila pe aceasta orbita superioara si revin pe orbita fundamentala, emitand fotonii nucleari (of) gd duri si diferenta de energie dintre cele doua orbite nucleare. In acest caz, atomul trece din starea de excitatie in starea fundamentala. Fotonii nucleari emisi sunt particule neutre din punct de vedere electric si reprezinta diferenta de energie dintre cele dou“ orbite. Din aceasta prezentare rezulta ca, radiatiile radioactive a, b si g sunt alcatuite din particule inarcate din punct de vedere electric sau neutre din punct de vedere electric: - pozitronii, particule subatomice care au sarcina electrica pozitiva - electronii, particule subatomice care au sarcina electrica negativa - neutrini, particule subatomice neutre din punct de vedere electric - fotoni nucleari, particule neutre din punct de vedere electric. Toate aceste particule interactioneaza cu substanta care este alcatuita din molecule, atomi care la randul lor sunt constituite tot din particule incarcate din punct de vedere electric sau neutre din punct de vedere electric, respectiv: - electronii din invelisul electronic al atomului care sunt incarati din punct de vedere electric negativ - protoni care au sarcina electrica pozitiva - neutronii care sunt neutri din punct de vedere electric. In acest caz, interactiunea sarcinilor electrice pozitive, negative si neutre a radiatiilor radioactive a, b si g cu particulele semiconductorilor din bateriile fototermoelectrice va produce absorbtia si transformarea lor in curent electric continuu.