Fysik

Elektrisk og magnetiske felter.

19. november 2018 af Pablosenior - Niveau: A-niveau

1)

Fusion er en type kernereaktioner, hvor to eller flere lette atomkerner smelter sammen til en tungere atomkerne. Herved frigøres store mængder energi. To deuteriumkerner kan fusionere til en heliumkerne i reaktionen:

2, 1-H + 2,1-H --> 3, 2-He + 1, 0-n

For at fusionsreaktionen kan forløbe, skal to deuteriumkerner være 10-15m fra hinanden, hvilket er rækkevidden af den stærke kernekraft. Massen af en deuteriumkerne er 3,34*10-27 kg.

a) Beregn den hastighed, to deuteriumkerner, der bevæger sig lige mod hinanden , skal have for at kunne nå ind på en afstand af kun 10-15m fra hinanden.

Der er følgende sammenhæng mellem den asbolutte temperatur T af en gas bestående af partikler med masse m og middelhastighed v: 1/2*m*v2=3/2*k*T. Her er k Boltzmanns konstant, som har værdien k = 1.30*10-23  J/K. 

b) Benyt denne formel til at vudere hvilken temperatur et deuterium-plasma skal opvarmes til for at opnå hastigheden fundet i a.

På baggrund af den kvantemekaniske tunnel-effekt, vil nogle få deuteriumkerner fusionere allerede i en afstand på 10-13m.

c) Beregn den hastighed og temperatur, deuteriumkernerne skal have for at kunne nå ind til en afstand 10-13m fra hinanden. 


Brugbart svar (0)

Svar #1
19. november 2018 af peter lind

De 10-15m er vildt overdrevet. Den elektriske potentielle energi er kc*q1*q2/r  hvor q1 og q2 er ladningerne kc = (4πε0)-1 Brug at den kinetiske energi skal være større end den potentilelle energi for at overvinde barrieren


Svar #2
19. november 2018 af Pablosenior

Undskyld, det er 10^-15m. Men vi kender vel ikke ladningerne?


Brugbart svar (1)

Svar #3
19. november 2018 af peter lind

Jo vi gør. Det er elementarladningen


Skriv et svar til: Elektrisk og magnetiske felter.

Du skal være logget ind, for at skrive et svar til dette spørgsmål. Klik her for at logge ind.
Har du ikke en bruger på Studieportalen.dk? Klik her for at oprette en bruger.