22. Энергия. Традиционные и новые способы получения энергии.

Необходимо искать новые источники энергии. А ничего лучшего атомной энергетики и ее составной части термояда пока не придумано.

В настоящее время разработаны и введены в действие различные типы реакторов. Это реакторы на тепловых, т.е. медленных нейтронах, первые электростанции оборудованы именно такими. Первая в нашей стране Обнинская АЭС (1954 г.), Сосновоборская, Чернобыльская и другие. В реакторах такого типа происходит воспроизводство ядерного горючего. Образуется плутоний, нептуний, изотопы урана, которые могут служить горючим в других ядерных реакторах. Существуют реакторы на быстрых нейтронах, первый из них был введен в действие не так давно. Ученые много спорят об экологическом вреде такого способа получения энергии. Всем известна Чернобыльская катастрофа, последствия которой ощущаются до сих пор. Во всем мире возникла проблема захоронения радиоактивных отходов, она не решена в настоящее время.

Но существует альтернативный способ использования достижений и открытий ядерной физики для получения энергии, в том числе и электрической. Это термоядерный синтез. Легкие атомы водорода, дейтерия, трития могут сливаться с образованием ядра гелия и выделением огромного количества энергии. Успешные испытания водородной бомбы доказали возможность цепной реакции синтеза легких ядер. Осталось только научиться поддерживать ее на заданном уровне. Что касается ядерного горючего, то для термоядерного синтеза нам нужны: изотопы водорода – дейтерий (1D2) и тритий (1T3) , а также самый легкий из металлов – литий (3Li6).

Возможны и другие реакции синтеза. Например, синтез дейтерия и трития, в результате которого получаются ядро гелия, свободный нейтрон и энергия. Теория высокотемпературной плазмы – это новый раздел нелинейной физики. Дейтериево-третиевую плазму создает мощный электрический заряд – кольцевой ток, который сжимает сам себя своим собственным магнитным полем.

В 1968 году в камере «Токамак» Т-3А – установка, в которой удалось осуществить активно протекающую реакцию термоядерного синтеза, российскими учеными-термоядерщиками были получены впервые в мире «миллионные» температуры частиц в плазме 20 млн градусов для электронов и 4 млн – для ядер.

23. Современные достижения в области техники и технологий.

Сейчас в руках физиков экспериментаторов имеется сложная и мощная техника: ускорители, ядерные реакторы, техника сверхвысокого вакуума, глубокого охлаждения и, конечно, электроника. Она совершенно преобразила возможности опыта. У экспериментальной физики двоякие отношения с техникой. С одной стороны, физика, открывая неизвестные еще области постепенно осваивает их и передает в руки инженеров. С другой стороны, после того как техника создала соответствующие приборы и даже новые отрасли промышленности, экспериментальная физика начинает использовать эти приборы при постановке опытов. И это позволяет ей все глубже проникать в тайны материи микромира.

24. Кибернетика как наука, место кибернетики в системе научного знания.

Кибернетика – наука об управлении, связи и переработке информации в сложных управляющих системах. Кибернетика – это наука, изучающая общие закономерности строения сложных систем, управления и протекания в них процессов управления. Предметом изучения кибернетики являются процессы управления в сложных динамических системах.Оригинальность этой науки заключается в том, что она изучает не вещественный состав систем и не их структуру, а результат работы данного класса систем. В кибернетике впервые было сформулировано понятие «черного ящика» как устройства, которое выполняет определенную операцию над настоящим и прошлым входного потенциала.

Появление кибернетики как самостоятельного научного направления относят к 1948 г., когда американский ученый Винер опубликовал книгу «Кибернетика, или управление и связь в животном и машине». В этой книге Винер обобщил закономерности, относящиеся к системам управления различной природы – биологическим, техническим и социальным. Достаточно солидная научная база для становления кибернетики создавалась лишь в течение XIX-XX веков, а технологическая база непосредственно связана с развитием электроники за период последних 50-60 лет.Развитие кибернетики как науки было подготовлено многочисленными работами ученых в области математики, механики, автоматического управления, вычислительной техники, физиологии высшей нервной деятельности.

К основным задачам кибернетики относятся:

- установление фактов, общих для управляемых систем или для их совокупностей;

- выявление ограничений, свойственных управляемым системам, установление их происхождения;

- нахождение общих законов, которым подчиняются управляемые системы;

- определение путей практического использования установленных фактов.

Существуют причины, когда необходимо замещение человека автоматом.

Во-первых, функционирование объекта управления может характеризоваться такими большими скоростями, что человек не может в реальном масштабе времени осуществлять необходимые управляющие воздействия.

Во-вторых, управляющий автомат необходим, когда управление должно осуществляться в тех местах, где присутствие человека либо невозможно, либо связано с большими трудностями и затратами.

В-третьих, в ряде производственных процессов автоматическое управление может обеспечить более высокие показатели точности изготовления изделий и улучшение других качественных показателей.

В-четвертых, применение управляющих автоматов может дать значительный экономический эффект за счет существенного снижения трудовых затрат.

К основным методологическим принципам кибернетики относится применение системного и функционального подхода при описании и исследовании сложных систем. Системный подход выражается в комплексном изучении системы с позиций системного анализа. Основная цель кибернетики как науки об управлении является оптимизация систем управления.