Co je termonukleární reakce?

Termonukleární reakce je jaderná reakce mezi lehkými atomovými jádry, proudící při velmi vysoké teplotě (nad 108 K). V tomto případě se vytváří velké množství energie ve formě neutronů s vysokým energetickým indexem a fotony - částice světla.

Vysoké teploty, a v důsledku toho jsou nutné velké energie jader, které se srazí, překonat elektrostatickou bariéru. Tato bariéra je způsobena vzájemným odpuzováním jader (jako nabité částice stejného jména). Jinak by se nemohli dostat blíže k dostatečné vzdálenosti pro působení jaderných sil (což je přibližně 10-12 cm).

Termonukleární reakce je proces vytváření jader, které jsou silně vzájemně propojené, od drobnějších. Téměř všechny takové reakce se týkají reakcí fúze (syntézy) lehčích jader do těžkých jader.

Kinetická energie, nutná k překonání vzájemné odpudivosti, by se měla zvyšovat s nárůstem jaderného náboje. Proto je nejsnadnější syntéza lehkých jader s malým elektrickým nábojem.

V přírodě může dojít k termonukleární reakci pouze uvnitř hvězd. Pro jeho realizaci za suchozemských podmínek je nutné látku zahřát jedním z možných způsobů:

• jaderný výbuch;
• bombardování intenzivním paprskem částic;
• silný laserový impuls nebo výboj plynu.

Termonukleární reakce, která jde do hlubin hvězd, hraje archivní roli ve vývoji vesmíru. Za prvé, jádra budoucích chemických prvků jsou vytvořena z vodíku ve hvězdách a za druhé je zdrojem energie hvězd.

Termonukleární reakce na slunce

Na Slunci je proton-protonový cyklus hlavním zdrojem energie, když se vytvoří jedno jádro hélia ze čtyř protonů. Energie, která se uvolňuje v průběhu syntézy, se unášet tvarování jader, neutron, neutrin a kvant elektromagnetického záření. Při zkoumání toku neutrin pocházejícího ze Slunce mohou vědci zjistit povahu a integraci jaderných reakcí, ke kterým dochází v jejím středu.

Průměrná intenzita uvolňování energie sluncem podle pozemských standardů je zanedbatelná - pouze 2 erg / s * g (na 1 gram sluneční hmoty). Tato hodnota je mnohem menší než rychlost elektrolýzy v živém těle během procesu standardního metabolismu. A jen díky obrovskému hmotnost Slunce (2 x 1033 g), celkové množství vyzařovaného výkonu je 4 * 1028 W.

Vzhledem k obrovské velikosti a hmotnosti problému slunce a jiné hvězdy, a zadržování plazmy je řešen v tepelné izolace jsou v ideálním případě: reakce probíhají v horkého jádra, a přenos tepla nastává s chladným povrchem. To je důvod, proč hvězdy mohou produkovat energii tak účinně v tak pomalých procesech, jako je cyklus protonů a protonů. Za suchozemských podmínek jsou takové reakce prakticky neproveditelné.

Termonukleární energie je základem budoucnosti

Na naší planetě má smysl používat a používat pouze nejúčinnější termonukleární reakce - především syntézu helia z jádra lýthria a tritia. Podobné reakce v poměrně velkém měřítku jsou dosud proveditelné pouze při zkušebním výbuchu vodíkových bomby. Přesto se neustále provádí veškerý nový vývoj, aby bylo možné efektivně dosáhnout mírové elektřiny. Tradiční atomová energie využívá rozpadovou reakci a fúzní energie se podílí na fúzi. Současně má termonukleární reakce řadu nepopiratelných výhod oproti reakci jaderného rozpadu.

1. Při termonukleárních reakcích je možné zabránit uvolnění radioaktivního záření, protože energetickým produktem je v tomto případě "čistá" světelná energie.

2. Množství přijaté energie termonukleární procesy daleko překonávají tradiční atomové reakce, které se používají v moderních reaktorech.

3. K udržení jaderné rozpadové reakce je nutné neustále sledování toku neutronů, jinak může následovat neudržitelná řetězová reakce, nebezpečná pro lidstvo. Pro získání termonukleární energie se namísto neutronového toku používá vysoká teplota, a tak tato rizika zmizí.

4. Palivo pro termonukleární reakce je na rozdíl od produktů rozpadu neškodné jaderné palivo reaktorů.

Až tak dávno byly americké vědce schopny vytvořit funkční model termonukleární reakce, ve které je energetický výkon stokrát vyšší než náklady na energii. To je dobrá nabídka pro další úspěšné "zdomácnění" termonukleární energie.