Giáo trình phân tích khả năng vận dụng quy trình các phản ứng nhiệt hạch hạt nhân hydro p7

Tham khảo tài liệu giáo trình phân tích khả năng vận dụng quy trình các phản ứng nhiệt hạch hạt nhân hydro p7, khoa học tự nhiên, vật lý phục vụ nhu cầu học tập, nghiên cứu và làm việc hiệu quả
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo trình phân tích khả năng vận dụng quy trình các phản ứng nhiệt hạch hạt nhân hydro p7 Mçi lo¹i chÊt khÝ chØ ph¸t bøc x¹ vµ hÊp thô bøc x¹ trong mét sè h÷u h¹n nkho¶ng b−íc sãng ∆λi, ngoµi c¸c kho¶ng nµy, chÊt khÝ lµ vËt trong tuyÖt ®èi. Do®ã quang phæ bøc x¹ hoÆc hÊp thô cña nã kh«ng liªn tôc, chØ gåm mét sè v¹cht−¬ng øng c¸c kho¶ng ∆λi vµ c−êng ®é bøc x¹ toµn phÇn ®−îc tÝnh theo n λi 2 E = ∑ ∫ E λi dλ. i =1 λi1 Qu¸ tr×nh ph¸t bøc x¹ vµ hÊp thô bøc x¹ ra t¹i mäi nguyªn tö hay ph©n töchÊt khÝ c¶ bªn trong thÓ tÝch V còng nh− trªn bÒ mÆt F.11.5.2. §Þnh luËt Bouger vµ ®é ®en chÊt khÝ §Þnh luËt Bouger cho biÕt ®é hÊp thô tia ®¬n s¾c cña 1 chÊt khÝ, ®−îc ph¸tbiÓu nha− sau: Khi tia ®¬n s¾c Eλ ®ia qua líp khÝdµy dx cã khèi l−îng riªng ρ, sÏ bÞ chÊt khÝhÊp thô mét l−îng b»ng: dEλ = - kλρEλdx,víi kλ lµ hÖ sè phô thuéc lo¹i chÊt khÝ vµb−íc sãng λ. NÕu tÝch ph©n trªn chiÒu dµy khèi khÝx ∈ [0,1], ®Þnh luËt trªn cã d¹ng: E 2λ l dE λ E ∫ = − ∫ ρk λ dx hay 2 λ = e − k λ ρ1 Eλ E 1λ E1 λ 0 Nhê ®Þnh luËt nµy t×m ®−îc hÖ sè hÊpthô ®¬n s¾c (hay ®é ®en) theo: E 1λ − E 2λ = 1 − e − k λ ρ1 ελ = Aλ = E 1λnÕu chÊt khÝ lµ khÝ lý t−ëng, th×: 1 p ρ= = , khi ®ã: v RT p1 − kλ ελ = Aλ = 1 − e = f(p1, T) RT §é ®en toµn phÇn cña khèi khÝ còng phô thuéc vµo tÝch p1 vµ T, ε = f(p1,T) ®−îc x¸c ®Þnh b»ng thùc nghiÖm vµ cho trªn ®å thÞ cho mçi lo¹i khÝ.11.5.3. TÝnh bøc x¹ chÊt khÝ C¸c chÊt khÝ gåm 1 hoÆc 2 nguyªn tö cã E rÊt nhá, th−êng bá qua. Ng−êi tath−êng tÝnh bøc x¹ cña khÝ 3 nguyªn tö trë lªn, vÝ dô CO2, h¬i H2O hoÆc s¶n phÈmch¸y theo c«ng thøc cña ®Þnh luËt Stefan – Boltzmann; E = ε σ 0 T4 126 §é ®en khèi khÝ ®−îc t×m trªn ®å thÞ theo ε = f (p1,T), trong ®ã 1 lµ chiÒu V víi V lµ thÓ tÝch [m3] vµ , F diÖndµy ®Æc tr−ng cho khèi khÝ, lÊy b»ng 1 = 3,6 FtÝch vá bäc [m2] cña khèi khÝ. NÕu chÊt khÝ lµ s¶n phÈm ch¸y, lµ hçn hîp chñ yÕu gåm CO2 vµ H2O, th×x¸c ®Þnh ®é ®en theo εK = ε CO + βε H O − ∆ε còng ®−îc cho trªn ®å thÞ. 2 211.5.4. TÝnh T§N bøc x¹ gi÷a khèi nãng vµ mÆt bao. Dßng nhiÖt trao ®æi b»ng b¾c x¹ gi÷a s¶n phÈm ch¸y (hay khèi nãng)víi1m2 mÆt v¸ch cã thÓ tÝch theo c«ng thøc: 4 4 q K − > v = ε Whd σ 0 (ε K TK − A K TW ), [ W / m 2 ] ; εK= ε CO + βε H O − ∆εtrong ®ã: 2 2 1 εW = (ε W + 1) 2 0 , 65 ⎛T ⎞ A K = ε CO 2 ⎜ K ⎟ + βε H 2O − ∆ε ⎜T ⎟ ⎝W ⎠ TK vµ TW, [K], lµ nhiÖt ®é khèi nãng vµ mÆt v¸ch.11.6. bøc x¹ mÆt trêi11.6.1 Nguån bøc x¹ mÆt trêi VÒ mÆt bøc x¹ nhiÖt, mÆt trêi ®−îc coi nh− mét nguån ph¸t bøc x¹ h×nhcÇu chøa hydro nguyªn tö, cã ®−êng kÝnh D = 1,391.109m ®é ®en ε0 = 1 vµ nhiÖt®é bÒ mÆt T0 = 5762K. VÒ phÝa t©m mÆt trêi, d−íi t¸c ®éng cña lùa hÊp dÉn, ¸p su¸t hydro t¨ngdÇn tõ (109 ÷.1016) N/m2, khiÕn nhiÖt ®é cña nã t¨ng dÇn tõ T0 ®Õn 55.106K. Vïngtrung t©m mÆt trêi cã nhiÖt ®é ®ñ cao ®Ó x¶y ra ph¶n øng nhiÖt h¹ch, biÕn h¹tnh©n hydro thµnh heli theo ph−¬ng tr×nh: 4H1= He4 + ∆E,trong ®ã ∆E lµ n¨ng l−îng ®−îc gi¶i pháng ra tõ khèi l−îng bÞ hôt ∆m = 4mH –mHe, ®−îc x¸c ®Þnh bëi c«ng thøc Einstein ∆E = ∆m.C2 = (4mH - mHe)C2, víi C =3.108 m/s lµ vËn tèc ¸nh s¸ng trong ch©n kh«ng. Mçi kilogam h¹t nh©n H1 chuyÓn thµnh He4 th× ∆m = 0,01 kg vµ gi¶i phãngra n¨ng l−îng ∆E = 9.1014J. §©y lµ nguån sinh ra n¨ng l−îng bøc x¹ cña mÆt trêi. N¨ng l−îng sinh ra do ph¶n øng tæng hîp h¹t nh©n trong lßng MÆt trêi®−îc chuyÓn ra bÒ mÆt vµ bøc x¹ vµo kh«ng gian d−íi d¹ng sãng ®iÖn tõ víi λ= (0÷ ∞)m. Ph©n bæ c−êng ®é bøc x¹ ®¬n s¾c cña mÆt trêi theo λ cã d¹ng: C2 E 0 λ = C1λ−5 /(exp − 1), T0 λcùc ®¹i t¹i ...