на тему (стр. 1 из 4)
 | МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РФ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ» ИНСТИТУТ МЕЖДУНАРОДНЫХ ОТНОШЕНИЙ | ||||||||||||
| Факультет: | «УПРАВЛЕНИЯ И ЭКОНОМИКИ ВЫСОКИХ ТЕХНОЛОГИЙ» | ||||||||||||
| Кафедра: | № | 35 | |||||||||||
| Специальность: | 0200 | «Международные отношения» | |||||||||||
| РЕФЕРАТ НА ТЕМУ: Физическая плазма и термоядерный синтез | |||||||||||||
| Студент | Горбачев Н.С. | ||||||||||||
| Подпись | Фамилия И. О. | ||||||||||||
| Руководитель | Самедов В.В. | ||||||||||||
| Подпись | Фамилия И. О. | ||||||||||||
| Соруководитель | |||||||||||||
| Подпись | Фамилия И. О. | ||||||||||||
| Консультант | |||||||||||||
| Подпись | Фамилия И. О. | ||||||||||||
| Рецензент | |||||||||||||
| Подпись | Фамилия И. О. | ||||||||||||
| Заведующий кафедрой | |||||||||||||
| Подпись | Фамилия И. О. | ||||||||||||
| Редактор | |||||||||||||
1.2. История «рождения» плазмы.. 4
1.4. Понятие равновесности плазмы.. 6
1.5. Типы элементарных процессов в плазме. 6
1.6. Квазинейтральность плазмы.. 8
1.7. Плазменные технологии. 10
2.1.Общие сведения о термоядерном синтезе. 10
2.2. Преимущества термоядерной энергетики. 12
2.3.Управляемый термоядерный синтез. 13
2.4. Трудности и перспективы.. 14
2.7. Основные программные цели проекта ИТЭР. 19
2.9 Проектные параметры реактора ИТЭР. 21
2.11.Сооружение реактора ИТЭР. 22
2.12. Вклад России в реактор ИТЭР. 23
2.13. Общие сведения о термоядерном оружие. 25
1.Физическая плазма
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.
Слово «ионизированный» означает, что от электронных оболочек значительной части атомов или молекул отделён по крайней мере один электрон. Слово «квазинейтральный» означает, что, несмотря на наличие свободных зарядов (электронов и ионов), суммарный электрический заряд плазмы приблизительно равен нулю. Присутствие свободных электрических зарядов делает плазму проводящей средой, что обуславливает её заметно большее (по сравнению с другими агрегатными состояниями вещества) взаимодействие с магнитным и электрическим полями. Четвёртое состояние вещества было открыто У. Круксом в 1879 году и названо «плазмой» И. Ленгмюром в 1928 году, возможно из-за ассоциации с плазмой крови. Ленгмюр писал:
«Исключая пространство около электродов, где обнаруживается небольшое количество электронов, ионизированный газ содержит ионы и электроны практически в одинаковых количествах, в результате чего суммарный заряд системы очень мал. Мы используем термин «плазма», чтобы описать эту в целом электрически нейтральную область, состоящую из ионов и электронов.»
Многие философы античности утверждали, что мир состоит из четырёх стихий: земли, воды, воздуха и огня. Это положение с учётом некоторых допущений укладывается в современное научное представление о четырёх агрегатных состояниях вещества, причем плазме, очевидно, соответствует огонь. Свойства плазмы изучает физика плазмы.
1.2. История «рождения» плазмы
-Исследование зарядов начались в 17 веке (Отто фон Генрике, 1672) , но в течении почти 250 лет не было понимания того что изучаемый объект имеет особую природу и особые свойства.
-Разные источники приписывают авторские права на термин плазма в физике и химии американскому химику Ирвингу Лэнгмюру, но расходятся в дате рождения физике плазмы, варьируя ее от 1922 до 1929 года.
-В переводе с греческого плазма означает лепную фигуру, пластичную массу на подобии воска.
-Понятие плазмы крови было введено чешским медиком Яном Пуркинье за 80 лет до Лэнгмюра (около 1848 года).
- Потребовалось еще 30 лет, чтобы термин плазма в применении к ионизированному газу стал общепринятым. Лэнгмюр экспериментировал с частично ионизированной плазмой.
Ирвинг Ленгмюр (31.01.1881-16.08.1957) Американский физик и физикохимик. Ввел слово плазма в физику и химию (21.06.1928). Труды по электрическим разрядам в газах, термоэлектронной эмиссии, вакуумной технике и др. Получил Нобелевскую премию за «Открытие и исследование в области химии поверхностных явлений» (1932).
В плазме одновременно взаимодействует громадное число частиц. Этим плазма резко отличается от обычных газов, в которых частицы взаимодействуют друг с другом в основном только при парных столкновениях. Этим свойством плазма обязана дальнодействию кулоновских сил, вовлекающих во взаимодействие множество частиц.
В плазме средняя потенциальная энергия взаимодействия частиц ничтожна в сравнении с их кинетической энергией. Поэтому тепловое движение в плазме и идеальном газе обладает большим сходством. Благодаря этому термодинамические свойства плазмы с хорошей точностью описываются уравнением состояния идеального газа. Плазма, удовлетворяющая этому условию относительно взаимодействия заряженных частиц, называется идеальной плазмой.
Условие идеальности плазмы можно записать в виде:
, или 
.1.4. Понятие равновесности плазмы
В равновесной плазме температуры заряженных и нейтральных частиц совпадают (
). В неравновесной плазме средняя энергия заряженных частиц, в первую очередь, электронов, может значительно превышать среднюю энергию атомов и молекул. Это может приводить к нарушению термодинамического равновесия и на других степенях свободы, вызывая создание относительно высоких концентраций электронно возбуждённых атомов, колебательно возбуждённых молекул и т.д. Таким образом, неравновесная плазма по своим физическим свойствам гораздо богаче равновесной.1.5. Типы элементарных процессов в плазме
В не слишком плотной плазме передача импульса происходит в основном при двойных (парных) взаимодействиях, которые можно описывать как столкновения. Вероятность взаимодействия характеризуется эффективным сечением
, имеющим размерность площади. Коэффициент взаимного трения 
выражается через эффективное сечение как:
,где
– относительная скорость; 
– приведённая масса взаимодействующих частиц; 
– масса иона; 
– масса электрона;угловые скобки означают усреднение по скоростям теплового движения.
Если в плазме кроме заряженных присутствуют и нейтральные частицы, то время передачи импульса находится в общем случае из соотношения:
, где индекс
нумерует все частицы, присутствующие в плазме.Рассмотрим некоторые типы элементарных процессов в плазме.
а) Соударение электронов с атомами или молекулами:
- упругое соударение электрона с атомом или молекулой:
;- неупругие переходы между электронными состояниями атома или молекулы:
;