Kakšna je termonuklearna reakcija?

Termonuklearna reakcija je jedrska reakcija med svetlobnimi atomskimi jedri, ki tečejo pri zelo visoki temperaturi (nad 108 K). V tem primeru nastane velika količina energije v obliki nevtronov z indeksom visoke energije in fotoni - delci svetlobe.

Visoke temperature, in posledično so velike elektrarne jedrskih elektrarn nujne za premostitev elektrostatične pregrade. Ta pregrada je posledica vzajemnega odbijanja jeder (kot enako nameščene delce). V nasprotnem primeru se ne bi mogle približati razdalji, ki je zadostna za delovanje jedrskih sil (kar je približno 10-12 cm).

Termonuklearna reakcija je proces nastajanja jeder, ki so močno med seboj povezani, iz bolj krhkih. Skoraj vse take reakcije se nanašajo na reakcije fuzije (sinteze) vžigalnih jeder v težke.

Kinetična energija, potrebno za premagovanje vzajemnega odbijanja, povečati, ko se jedrska dajatev poveča. Zato je najlažja sinteza lahkih jeder z majhno električno energijo.

V naravi lahko pride do termonuklearne reakcije samo v notranjosti zvezd. Da bi jo izvajali pod zemeljskimi pogoji, je treba snov segrevati na enega od možnih načinov:

• jedrska eksplozija;
• bombardiranje z intenzivnim žarkom delcev;
• močan laserski impulz ali izpust plina.

Termonuklearna reakcija, ki gre v globino zvezd, igra arhivsko vlogo v evoluciji vesolja. Prvič, jedro bodočih kemičnih elementov so oblikovane iz vodika v zvezdah, in drugič, to je vir energije zvezd.

Termonuklearne reakcije na Sonce

Na soncu je protonski-protonski cikel glavni vir energije, ko se eno jedro helija proizvaja iz štirih protonov. Energijo, ki se sprosti med sintezo, se prevaža z ustvarjanjem jeder, nevtronov, nevtrin in kvantov elektromagnetnega sevanja. Raziskovanje nevtrinskega toka, ki prihaja iz Sonca, lahko znanstveniki ugotovijo naravo in integracijo jedrskih reakcij, ki se pojavljajo v njegovem središču.

Povprečna intenzivnost sproščanja sonca po Zemljinih standardih je zanemarljiva - le 2 erg / s * g (na 1 gram solarne mase). Ta vrednost je precej manjša od hitrosti elektroinfekcije v živem telesu med procesom standardnega metabolizma. In samo zahvaljujoč ogromnemu Masa Sonca (2 x 1033 g), skupna količina sevane moči je tako velika kot 4 x 1028 W.

Zaradi velike velikosti in mase sonca in drugih zvezd se v njih idealno rešuje problem zaprtja in toplotne izolacije plazme: reakcije potekajo v vročem jedru in prenos toplote poteka iz hladnejše površine. Zato lahko zvezde tako učinkovito proizvajajo energijo v tako počasnih procesih, kot je cikel protonskega protona. V kopenskih razmerah so takšne reakcije praktično neizvedljive.

Termonuklearna energija je osnova prihodnosti

Na našem planetu je smiselno uporabljati in uporabljati le najbolj učinkovite termonuklearne reakcije - najprej sintezo helija iz jeder literija in tritija. Podobne reakcije v sorazmerno velikem obsegu so izvedljive do sedaj samo pri preskusnih eksplozijah vodikovih bomb. Kljub temu se vsi novi dogodki nenehno izvajajo za učinkovito pridobivanje mirne električne energije. Tradicionalna atomska energija uporablja reakcijo propadanja, fuzijska energija pa je vključena v fuzijo. Hkrati ima termonuklearna reakcija številne nedvomne prednosti pred reakcijo jedrskega razpada.

1. V termonuklearnih reakcijah se je mogoče izogniti sproščanju radioaktivnega sevanja, saj je energijski proizvod v tem primeru "čista" svetlobna energija.

2. Z količino prejete energije termonuklearni procesi daleč presegajo tradicionalne atomske reakcije, ki se uporabljajo v sodobnih reaktorjih.

3. Da bi ohranili reakcijo z razpadom jedrske energije, je potrebno stalno spremljanje nevtronskega toka, sicer lahko sledimo neobvladljivi verižni reakciji, ki je nevarna za človeštvo. Za pridobitev termonuklearne energije namesto nevtronskega toka uporabljamo visoko temperaturo, zato takšna tveganja izginejo.

4. Gorivo za termonuklearne reakcije je neškodljivo, za razliko od razpadnih proizvodov jedrsko gorivo reaktorji.

Ne tako dolgo nazaj so ameriški znanstveniki ustvarili delovni model termonuklearne reakcije, pri kateri je proizvodnja energije stokrat večja od stroškov energije. To je dobra ponudba za nadaljnje uspešno "domestikacijo" termonuklearne energije.