Взаимного перекрытия

Реакцию ядерного синтеза осуществить значительно труднее, чем реакцию деления ядерного топлива, так как она может протекать лишь при приближении легких ядер на расстояние менее 10~15 м. Для такого сближения ядра должны обладать очень большой энергией, с тем чтобы преодолеть силы взаимного отталкивания. В этом случае единственным способом увеличения энергии вещества является его нагрев до ~ 100 млн. град, который возможен, например, при

В равномерном электрическом поле на электроны одновременно действуют силы поля и силы взаимного отталкивания. В результате электроны будут двигаться расходящимся пучком, как в рассеивающей линзе.

Образовавшиеся ионы стягиваются к центру пучка, а их электри-ское поле в значительной мере нейтрализует силы взаимного отталкивания пространственного заряда электронов. Этот эффект воздействия ионов остаточных газов на пучок получил название ионной фокусировки.

взаимного отталкивания электронов внешних орбит. Связь Ван-дер-Ваальса наблюдается между молекулами некоторых веществ, например парафина, имеющих низкую температуру плавления, свидетель-р-вующую о непрочности их кристаллической решетки. ; "Строение и дефекты твердых тел. Кристаллическая решетка — это присущее кристаллическому состоянию вещества регулярное расположение частиц (атомов, ионов, молекул), характеризующееся периодической повторяемостью, в трех измерениях. Полное описание кристаллической решетки дается пространственной группой, параметрами элементарной ячейки, координатами атомов в ячейке. В этом смысле понятие кристаллической решетки эквивалентно понятию атомарной структуры кристалла. Русский ученый Е. С. Федоров почти на 40 лет раньше, чем были найдены методы рентгено-структурного анализа, рассчитал возможные расположения частиц в кристаллических решетках различных веществ. Он подразделил кристаллы на 32 класса симметрии, объединяющих 230 возможных пространственных групп. Кристаллы могут различаться по двойному лучепреломлению, по пьезо- и пироэлектрическим свойствам, образованию адсорбционных центров, работе выхода электронов и т. п.

Электростатическая фокусирующая систе-м а ЭЛТ ( 17, а) состоит из первого а/ и второго а2 анодов. Так как t)a2>f/ai, силовые линии электрического поля между анодами начинаются на аноде а.2 и завершаются на аноде а/. В результате взаимного отталкивания электроны влетают в фокусирующее поле расходящимся пучком с углом отклонения от оси а. В точке / траектория полета электронов поперечная составляющая силы Fj_, действующей на них со стороны поля, направлена к оси ЭЛТ, а в точке 2 — от нее (если бы не было силы F"± электроны пересекли бы ось трубки в точке 3). Фокусируют электронный луч в плоскости экрана, подбирая соотношение потенциалов f/ai и {]& анодов.

Устройство лампы бегущей волны показано на 237. Электронный поток, сформированный электронной пушкой / и ускоренный полем второго анода 2, к которому присоединена замедляющая спираль 4, направляется узким пучком вдоль оси прибора. Для фокусирования электронного потока, расходящегося из-за взаимного отталкивания электронов, используют магнитную фокусирующую систему 5 в виде длинного соленоида. Сигнал,, который необходимо усилить, поступает на вход спирали 4 через входной волновод 3. Ток сигнала и вызванная им электромагнитная волна распространяются вдоль провода спирали со скоростью, близкой к скорости света. Фронт электромагнитной волны при этом распространяется со значительно меньшей скоростью, называемой фазовой. Это объясняется тем, что для смещения волны на шаг спирали необходимо, чтобы ток и волна преодолели ее полный виток. Соотношение между длиной витка спирали и ее шагом выбирают так, чтобы при сравнительно небольших ускоряющих напряжениях можно было разогнать электроны до скорости, равной фазовой.

Пластина П закреплена на оси подвижной части механизма. В результате взаимного отталкивания одноименно намагниченных пластин Л и Я подвижная часть перемещается. Противодействующий момент создается спиральной пружиной.

Нужно пропустить через плазму как можно более мощный электрический разряд за возможно более короткий промежуток времени. Тогда брошенные к оси цилиндра ядра водорода получат .такой разгон, что смогут сблизиться, преодолеть силы взаимного отталкивания и слиться, вступить в термоядерную реакцию. До этого момента мы только тратим энергию, а с момента начала реакции будем получать ее.

таки смогли бы все атомы песчинок лишить электронов, то сила взаимного отталкивания между ядрами, состоящими из протонов, привела бы к разрыву песчинок. Что-то подобное, должно быть, происходит внутри некоторых звезд, где атомы из-за царящих там огромных температур действительно абсолютно лишены электронов. Так или иначе, полученные нами цифры дают некоторое представление о тех электрических силахJq, которые «заперты» внутри атомов, а ведь силы, действующие внутри ядра, в миллионы раз больше электрических!

реакций дает больше энергии, чем выделяется при синтезе с участием двух протонов. В последнем случае дефект массы образовавшегося дейтрона соответствует энергии лишь 2,19 МэВ (см. стр. 36). В принципе возможны также и реакции синтеза, с участием ядер гелия или других легких элементов. Но наличие у них более высоких электрических зарядов увеличивает силу взаимного отталкивания, что в конечном счете затрудняет их сближение на такое расстояние, при котором может произойти ядерная реакция синтеза. Правда, чрезвы-ча(но огромные значения температуры и плотности в некоторых звездах обеспечивают в их недрах условия для прохождения реакций синтеза с участием ядер подобных элементов (и это заметно увеличивает выделение энергии звездами). Однако в будущих искусственных термоядерных реакторах мы сможем рассчитывать на получение условий, необходимых лишь для осуществления синтеза с участием тяжелых изотопов водорода. В настоящее время дейтерий практически является единственным топливом для энергетических термоядерных реакторов будущего. В реакциях синтеза, происходящих в водородной бомбе, помимо дейтерия, может участвовать тритий. Однако современные запасы трития на Земле слишком ограниченны, чтобы можно было широко использовать его в промышленных целях. Он обнаружен на Солнце и в атмосфере других звезд, может быть получен искусственно в ядерных реакторах на Земле, но в естественных условиях тритий практически не встречается и обнаруживается лишь по следам на фотопластинках, облученных космическими лучами. Возможно, эти следы (треки) появляются при столкновениях нейтронов космических лучей с ядрами атмосферного азота в результате следующей реакции:

и совокупность их образует переходную зону. Однако смещение относительно узлов не может быть большим, так как чрезмерному сближению атомов препятствуют силы взаимного отталкивания, а чрезмерное удаление атомов привело бы к нарушению связей. Поэтому для обеспечения связи между двумя кристаллитами необходимо, чтобы переходная зона имела многоатомную толщину. Переход этот идет постепенно от решетки одного металла к другому.

Качественное отличие полупроводников и диэлектриков от металла состоит в том, что у них при нулевой температуре зона проводимости пуста и проводимость отсутствует. У металлов в результате взаимного перекрытия валентной зоны и зоны проводимости даже при нулевой температуре в зоне проводимости находится значительное количество электронов и, следовательно, имеет место проводимость.

где /,- — длина резистора г-й группы; Soi и S^i — площади взаимного перекрытия металлических обкладок в конденсаторах и изолирующих областях.

Конструкция, изображенная на 1.7, а, характерна для конденсаторов с повышенной емкостью (сотни-тысячи пикофарад). Ее особенностью является то, что контур верхней обкладки полностью вписывается в контур нижней (L < LI, В < Вг). Площадь взаимного перекрытия обкладок 5 = BL. В этой конструкции неточность совмещения контуров обкладок не сказывается на емкости; контур диэлектрика заходит за пределы обеих обкладок, что гарантирует надежную изоляцию обкладок по периферии конденсатора при предельном несовмещении обкладок.

Конструкция, изображенная на 1.7, б, характерна для конденсаторов небольшой емкости (десятки пикофарад}, когда для ее получения достаточна площадь взаимного перекрытия двух коммутационных проводников, разделенных пленкой диэлектрика. Емкость такого конденсатора зависит от смещения обкладок из-за неточности совмещения.

где S —площадь взаимного перекрытия обкладок, см2; ег — относительная диэлектрическая проницаемость диэлектрика; d — толщина диэлектрика, см; С0 = 0,0885 er/d — удельная емкость, пФ/см2. Удельная емкость С0 определяется диэлектрической проницаемостью применяемых материалов (er ^ 3-^-25) и толщиной диэлектрика d.

где е — относительная диэлектрическая проницаемость материала, расположенного между пластинами (для воздуха Р. = 1), S — площадь взаимного перекрытия пластин, см2 ( 6.1), d — расстояние между пластинами, см.

Точность значения емкости зависит от точности получения заданного значения удельной емкости диэлектрика и площади взаимного перекрытия обкладок. Как указывалось, наибольшую погрешность в размеры элементов вносит погрешность совмещения шаблонов на разных этапах технологического процесса. Поэтому у точных конденсаторов конфигурацию пластин часто делают такой, чтобы взаимное перемещение пластин не меняло площади их взаимного перекрытия. Пример такого конденсатора приведен на 12.4, а, б. Чтобы исключить возможность замыкания обкладок, площадь диэлектрика делают больше верхней обкладки с учетом максимально возможного ее смещения относительно нижней. В крайних случаях можно ввести индивидуальную подгонку емкости конденсатора. Пример конструкции, допускающей такую подгонку, показан на 12.5. Как видно из 12.5,а, если производить подрезку верхней обкладки по линии А, то от основного конденсатора будут отключаться маленькие подгоночные конденсаторы, чем и достигается регулировка емкости. В месте подрезки (зона линии А) ниж-

где Спог — погонная емкость конденсатора, значение которой можно найти из графика 12.7; / — длина взаимного перекрытия обкладок, см.

Между двумя параллельно расположенными проводниками могут появиться гальванические связи за счет утечек по изоляции, а также емкостные. Однако для определения емкости между двумя параллельными проводниками нельзя пользоваться формулами, приведенными в гл. 6, так как они справедливы только в тех случаях, когда расстояние между пластинами значительно меньше размеров, определяющих площадь взаимного перекрытия пластин.

где С — емкость, пФ; /с — коэффициент, зависящий от ширины проводников и их взаимного расположения (значения k для часто встречающихся в практике случаев приведены на 13.4); /— длина взаимного перекрытия проводников, см; е — диэлектрическая проницаемость среды, заполняющей пространство между проводниками.

ственные недостатки, связанные с возможностью возникновения в местах стыков значительных вихревых токов из-за взаимного перекрытия листов стержней и ярм ( 2-40). Вихревые токи создают дополнительные потери и могут вызвать значительный нагрев магнитной системы