Детонация водорода в значительной степени управляется квантовыми механизмами - Исследования, Медицина, Наука, Учёные - Статьи/Фото/Видео - Необычные загадки и явления
Главная » Файлы » Исследования, Медицина, Наука, Учёные

Детонация водорода в значительной степени управляется квантовыми механизмами
08.11.2012, 15:40
Всем памятен взрыв водорода во время фукусимских событий: после перегрева активной зоны реактора вода стала разлагаться на водород и кислород, и эта смесь затем сдетонировала.

Одна из печальных сторон таких процессов заключается в том, что мы, по сути, не знаем, при каких именно условиях — температуре и давлении — они готовы начаться. То есть теория в целом ясна: взрыв происходит тогда, когда горение начинает развиваться со сверхзвуковыми скоростями. Но теоретические расчёты этого процесса для водорода под давлением неизменно расходятся с экспериментальными результатами. Причём прилично: при 700–800 К детонация происходит через тысячекратно меньшее время, чем по всем теоретическим моделям.


Почему? Академик Владимир Фортов и его коллеги из Объединённого института высоких температур РАН вместе с физиками из Троицкого института инновационных и термоядерных исследований предположили, что такой сильный разрыв, характерный и для ряда других процессов горения и детонации, обусловлен квантовыми корректировками, которые не учитываются в существующих моделях расчёта подобных процессов.

Рассматривая классическое распределение Максвелла — Больцмана, учёные пришли к выводу, что квантовомеханические эффекты должны существенно влиять на форму наиболее энергетически нагруженной части этого распределения. В обычных термодинамических процессах, где скорости даже самых быстрых молекул относительно близки к средней, это считалось незначимым, о роли таких факторов, как правило, упоминали только в связи с термоядерным синтезом в плотной плазме.

Однако сейчас удалось показать, что на деле процесс важен и для детонации, начало которой требует участия молекул с энергиями, весьма далёкими от средних кинетических энергий газа в целом. Применив разработанные ими модели для аргоновой атмосферы, содержащей 2% молекулярного кислорода и 4% молекулярного водорода, россияне обнаружили, что их теоретические расчёты полностью совпадают с экспериментальными данными о начале детонации. Сходные результаты были получены и для детонации ацетилена, способного взрываться и без окислителя, просто за счёт разложения при сжатии.
Категория: Исследования, Медицина, Наука, Учёные | Добавил: exxxxxcel
Просмотров: 316 | Загрузок: 0 | Рейтинг: 0.0/0
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]