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プラズマ概論

2005.05.24. プラズマ概論. 高温プラズマ状態でのエネルギー発生 Fusion Reaction Bethe, Gamow 　　太陽エネルギー源としての核融合反応の定量評価がどうなされたか. １．太陽と人間のエネルギー生成率の単位重量あたりの比較. 太陽 ： 　　地球上におおよそ 1kW/m2 の熱フラックスを供給し続けている 　　　太陽表面温度　　　　 Tsun=6000K 太陽半径　　　　　　　 Rsun=7E8m 太陽重量　　　　　　　 Msun=2E30kg 人間 1 日 2000kcal を消費しエネルギー（体温）を維持している。

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Presentation Transcript

  1. 2005.05.24 プラズマ概論 高温プラズマ状態でのエネルギー発生 Fusion Reaction Bethe, Gamow 　　太陽エネルギー源としての核融合反応の定量評価がどうなされたか

  2. １．太陽と人間のエネルギー生成率の単位重量あたりの比較１．太陽と人間のエネルギー生成率の単位重量あたりの比較 • 太陽 ： 　　地球上におおよそ1kW/m2の熱フラックスを供給し続けている 　　　太陽表面温度　　　　Tsun=6000K 太陽半径　　　　　　　Rsun=7E8m 太陽重量　　　　　　　 Msun=2E30kg • 人間 1日2000kcalを消費しエネルギー（体温）を維持している。 　　　人間の重量 Mhuman=50kg 黒体放射 sT4S s=5.67E-8

  3. 太陽はおおよそ 0.0002 J/s/kg 　　　　　　　　　　　　　このエネルギー源は 　　　　　　　　　　　　　　核融合 • 人間はおおよそ 2 J/s/kg このエネルギー源は 　　　　　　　　　　　　　　化学燃焼

  4. 星のエネルギー源（核融合）を解き明かした人々星のエネルギー源（核融合）を解き明かした人々 H. Bethe G. Gamow

  5. PP - Chain この反応は毎回26.2MeVのエネルギーを発生 すると　毎秒何回反応は起きているのか？

  6. P+P=>D(P+n)+e++n => 2erg/s/g in the sun • 量子力学 クーロン反発に打ち勝ち核力が働くほ ど接近するトンネル効果の評価 • 核物理学 4P => He + 2 e+ +2 n • 統計力学 高温陽子の速度分布関数と 　　　　　融合反応率の算出

  7. １）トンネル効果の評価 • 量子力学の大筋 　　１）古典力学との接点 　　　　　　最小作用の原理=>古典力学 　　　　　　　作用　　　　　　<= 量子力学 量子力学では作用の基準を　h[Js]　に置く

  8. 幾何光学波動光学 振幅と位相 極限での一致は位相が急激に変化する領域 これと同じ対応を力学にも適用する。 古典力学量子力学（量子化された作用） （波動関数）２～存在確率

  9. U(r) r RC RN Massの軽いものが最も透過可能

  10. P:Fermi particle s=1/2 １つの量子状態に１個以上 の粒子が同時に存在できない Initial state 従ってスピンが反平行の時 最も接近しやすい。 １S (singlet) ２個からなる 系を考える ｄ：Ｂｏｓｅ粒子　s=1 Final state 基底状態は3Sのtriplet このためにはＰがｎに反電子を放出して転換されることが必要

  11. 反応断面積 P+P=>****=>D+e++n

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