#Физика плазмы. Термоядерный синтезФизика плазмы. Термоядерный синтезИсследуйте Области знанийУ нас представлены тысячи статейТегФизика плазмы. Термоядерный синтезФизика плазмы. Термоядерный синтезНайденo 11 статейФизические взаимодействияФизические взаимодействия Плазменная электроникаПла́зменная электро́ника, раздел физики плазмы, изучающий коллективные взаимодействия плотных потоков (пучков) заряженных частиц с плазмой и газом, приводящие к возбуждению в системе линейных и нелинейных электромагнитных волн и колебаний, и использование эффектов такого взаимодействия. Прикладные задачи, которые ставит и решает плазменная электроника, определяют её основные разделы: плазменная СВЧ-электроника, изучающая возбуждение в плазме интенсивного когерентного электромагнитного излучения, начиная от радиодиапазона и вплоть до оптического диапазона длин волн; плазменные ускорители, основанные на явлении коллективного ускорения тяжёлых заряженных частиц электронными пучками и волнами в плазме; плазменно-пучковый разряд, основанный на коллективном механизме взаимодействия плотных пучков заряженных частиц с газом; турбулентный нагрев плазмы плотными пучками заряженных частиц и коллективные процессы при транспортировке и фокусировке пучков в проблеме управляемого термоядерного синтеза (УТС); плазмохимия.Природные процессы, явления внутри небесных тел или в космическом пространстве Углеродно-азотный циклУглеро́дно-азо́тный цикл, последовательность термоядерных реакций в звёздах, приводящая к превращению водорода в гелий с участием стабильных изотопов углерода , азота , кислорода и фтора в качестве катализаторов. Совокупность реакций углеродно-азотного цикла состоит из 4 переплетающихся элементарных циклов, итогом каждого из которых является образование из 4 протонов ядра атома 4He (α-частицы) с испусканием 2 нейтрино. При этом выделяется энергия 26,73 МэВ, из которой в среднем 1,7 МэВ уносят нейтрино. Углеродно-азотный цикл – основной источник энергии звёзд с массой больше 1,2 массы Солнца на начальных стадиях их существования. Температура ядер таких звёзд превышает 18 млн К, что обеспечивает преобладание углеродно-азотного цикла над водородным циклом.Природные процессы, явления внутри небесных тел или в космическом пространстве Водородный циклВодоро́дный цикл, последовательность термоядерных реакций в звёздах, приводящая к превращению водорода в гелий без участия катализаторов. Начинается столкновением двух протонов 1H с образованием ядра дейтерия 2H. Далее дейтерий реагирует с ещё одним протоном, образуя изотоп гелия 3He. Затем два ядра 3He при столкновении образуют 4He с отщеплением двух протонов (либо участвуют в более длинной цепочке реакций с участием ядра 7Be). Итог каждой ветви водородного цикла – образование ядра 4He из четырёх протонов с испусканием двух нейтрино, а также фотонов. При этом выделяется энергия 26,73 МэВ, из которой в среднем около 0,6 МэВ уносят нейтрино. Водородный цикл – основной источник энергии звёзд с массой меньше 1,2 массы Солнца на начальных стадиях их существования.Природные процессы, явления внутри небесных тел или в космическом пространстве Ядерные реакции в звёздахЯ́дерные реа́кции в звёздах, происходят в недрах звёзд и являются основным источником их энергии. Посредством ядерных реакций в недрах звёзд постепенно высвобождаются огромные запасы ядерной энергии, что обеспечивает длительное существование звёзд в виде стационарных гидростатически равновесных тел. Ядерные реакции играют определяющую роль и на нестационарных стадиях эволюции звёзд, в том числе при вспышках новых и сверхновых звёзд. На всех этих стадиях звёздной эволюции посредством ядерных реакций синтезируется большинство встречающихся в природе тяжёлых химических элементов. Наибольший интерес для астрофизики представляют термоядерные реакции синтеза. Важнейшие из них – реакции водородного цикла и углеродно-азотного цикла, обеспечивающие длительное «горение» водорода в недрах звёзд главной последовательности. Особое место занимают ядерные реакции, вызываемые слабым взаимодействием электронов и позитронов с атомными ядрами; в них участвуют также нейтрино. При взаимодействии высокоэнергичных частиц (ускоренных атомных ядер) с межзвёздной средой и веществом разреженных звёздных атмосфер и околозвёздных оболочек возможны реакции скалывания, сопровождающиеся отщеплением от ядер лёгких фрагментов (протонов, нейтронов, α-частиц и др.).Физические процессы, явления ПлазмаПла́зма, ионизованный газ, состоящий из электронов и ионов, движение которых определяется преимущественно коллективным характером взаимодействия за счёт дальнодействующих электромагнитных сил, в отличие от обычного газа, в котором доминируют близкодействующие парные взаимодействия. Высокая электропроводность плазмы делает её чувствительной к воздействию электромагнитных полей. Специфика отклика плазмы на такое воздействие позволяет считать плазму особым (четвёртым) агрегатным состоянием вещества наряду с твёрдым телом, жидкостью и газом. Количественно плазма характеризуется концентрациями электронов и ионов, их средними температурами (энергиями), степенью ионизации, концентрацией нейтральных атомов, средним зарядом иона. Высокая подвижность частиц плазмы обеспечивает экранирование внесённого в плазму заряда на расстояниях порядка дебаевского радиуса экранирования за времена порядка обратной плазменной электронной (ленгмюровской) частоты. Классификация видов плазмы условна: идеальная плазма; неидеальная плазма; высокотемпературная и низкотемпературная плазма. Способы применения плазмы в технике, химии, плазменной астрофизике весьма разнообразны.Научные законы, утверждения, уравнения Затухание ЛандауЗатуха́ние Ланда́у, затухание колебаний и волн в плазме, которое происходит в отсутствие столкновений между частицами и обусловлено резонансным поглощением энергии волны частицами. Возможно для волн малой амплитуды (линейное затухание) и волн конечной амплитуды (нелинейное затухание), в отсутствие магнитного поля (затухание ленгмюровских волн и ионно-звуковых волн) и при его наличии (циклотронные резонансы). Эффект затухания Ландау существен в физике разреженной плазмы, в частности для космической плазмы.Физические величины Электронная температураЭлектро́нная температу́ра, величина, имеющая размерность температуры и характеризующая функцию распределения электронов по скорости в неравновесном электронном газе (плазме, кристалле). Электронная температура зависит от средней скорости направленного движения электронов и частоты межэлектронных столкновений. Для анизотропных распределений электронов часто вводят продольную и поперечную (относительно выделенных направлений) электронную температуру.Организаторы наук Шейндлин Александр ЕфимовичШе́йндлин Алекса́ндр Ефи́мович (1916–2017), российский учёный в области теплофизики и теплоэнергетики, академик АН СССР, Герой Социалистического Труда. Его работы посвящены фундаментальным исследованиям в области теплофизических свойств веществ, МГД-метода преобразования энергии, прикладной сверхпроводимости и физики плазмы, теплофизике экстремальных состояний, безопасности ядерной энергетики и использования нетрадиционных видов энергетики на основе водорода и алюминия. Лауреат Ленинской премии, Государственной премии СССР, премии Правительства РФ, премии имени И. И. Ползунова АН СССР, премии «Глобальная энергия». Награждён орденами Ленина, «За заслуги перед Отечеством» 2-й степени.Природные процессы, явления внутри небесных тел или в космическом пространстве НуклеосинтезНуклеоси́нтез, совокупность процессов, приводящая к формированию всего наблюдаемого многообразия химических элементов (нуклидов). Нуклеосинтез, проходивший, вероятно, на ранних стадиях расширения Вселенной (первичный нуклеосинтез) с участием термоядерных реакций и бета-взаимодействий (процессов взаимных превращений протонов и нейтронов), ответственен за образование наиболее распространённых элементов (водорода 1H и гелия 4He), а также значительно более редких изотопов 2H, 3He и некоторой доли 7Li. Считается, что более тяжёлые элементы, со значением массового числа образуются в ходе термоядерных реакций в звёздах, в том числе при взрывах сверхновых звёзд.Физические процессы, явления Торможение СилкаТорможе́ние Си́лка (англ. diffusion damping), торможение электронов плазмы фотонами, ведущее к экспоненциальному затуханию возмущений плотности с короткими длинами волн и подавлению роста длинноволновых возмущений в барионном компоненте Вселенной. Названо в честь Дж. Силка, впервые исследовавшего в 1968 г. влияние реликтового излучения на подавление возмущений плотности вещества при образовании галактик (Silk J. Cosmic Black-Body Radiation And Galaxy formation // The Astrophysical Journal. – 1968. – V. 151. – P. 459–471). 12
