Мезоны и ядерная энергия
Появилась надежда использовать свойства мезонов для ускорения реакции синтеза ядер.
Проблема использования энергии синтеза ядер — одна из основных в сегодняшней физике. Особым вниманием пользуется реакция синтеза ядер дейтерия и трития: d + t-4He + n+17,6 МэВ. Для того, чтобы ее осуществить, необходимо сблизить ядра d и t до расстояний около 10 в минус 11 степени см, после чего реакция синтеза идет уже с заметной вероятностью. В настоящее время исследуются различные способы сближения ядер — нагревание плазмы при сжатии смеси D2 +T2 в термоядерных установках (токамаках и стеллараторах), нагревание при сжатии лазерным лучом, сжатие пучком электронов.
Но существует еще одна принципиальная возможность сблизить ядра d и t, в основе которой лежит явление катализа ядерных реакций м-мезонами, масса которых превосходит массу электрона в 200 раз. Суть явления состоит в том, что м-мезон вместе с ядрами d и t может образовать мезомолекулу, в которой ядра d и t находятся друг от друга на расстоянии приблизительно 5 • 10 в минус 11 степени см. Скорости основных процессов, приводящих к образованию мезомолекулы, по крайней мере в 100 раз превышают скорость распада м-мезона. Поэтому в принципе м-мезон может за время своей жизни (2,2 • 10 в минус 6 степени сек) последовательно образовать примерно 100 мезомолекул. Весьма важно и то, что вероятность выбывания м-мезона из каталитического цикла составляет, по расчетам, всего 1 %.
До недавнего времени мезонно-каталитический способ синтеза ядер не рассматривался всерьез, поскольку все расчеты показывали, что скорость образования мезомолекул приблизительно в 10 раз меньше, чем скорость распада м-мезонов. Однако недавно сотрудники Объединенного института ядерных исследований С. И. Виницкий, Л. И. Пономарев и другие провели расчеты, из которых следует, что благодаря специфическому резонансному механизму мезомолекулы (dtм,) могут образовываться со скоростью на три порядка большей, чем считалось до сих пор.
Это означает, что при определенных условиях в молекулярной смеси D2 + T2 один м-мезон может катализировать примерно 100 реакций синтеза d+t-4He + n, освобождая при этом около 2 ГэВ энергии и 100 нейтронов.
Предварительные расчеты Ю. В. Петрова из Ленинградского института ядерной физики АН СССР показали, что способ получения ядерной энергии на основе м-мезонного катализа может оказаться перспективным.
Ваши любимые серии Top Gear ждут Вас
Рекоменуем к прочтению: Дешевый рынок автомобилей в РФ
Вернуться на главную страницу