Ce este o reacție termonucleară?

Reacția termonucleară este reacția nucleară între nuclee atomice ușoare, care curg la o temperatură foarte ridicată (peste 108 K). În acest caz, se formează o cantitate mare de energie sub formă de neutroni cu un indice de energie ridicat și fotoni - particule de lumină.

Temperaturile ridicate, și, prin urmare, energiile mari ale nucleelor ​​care se ciocnesc sunt necesare pentru a depăși bariera electrostatică. Această barieră se datorează repulsiei reciproce a nucleelor ​​(ca particule încărcate de același nume). În caz contrar, nu s-au putut apropia de o distanță suficientă pentru acțiunea forțelor nucleare (care este de aproximativ 10-12 cm).

Reacția termonucleară este procesul de formare a nucleelor, care sunt puternic interconectate, de la cele mai friabile. Aproape toate aceste reacții se referă la reacțiile de fuziune (sinteză) a nucleelor ​​mai ușoare în cele grele.

Energia cinetică, necesare pentru a depăși repulsia reciprocă, ar trebui să crească odată cu creșterea taxei nucleare. Prin urmare, sinteza nucleelor ​​ușoare cu o sarcină electrică mică este cea mai ușoară.

În natură, o reacție termonucleară poate apărea numai în interiorul stelelor. Pentru ao pune în aplicare în condiții terestre, este necesar să se încălzească substanța într-unul din modurile posibile:

• explozie nucleară;
• bombardament printr-un fascicul de particule intense;
• un puls laser puternic sau o descărcare de gaz.

Reacția termonucleară, care se află în adâncurile stelelor, joacă un rol de arhivă în evoluția universului. În primul rând, nucleele elementelor chimice viitoare se formează din hidrogen în stele și, în al doilea rând, este sursa de energie a stelelor.

Reacții termonucleare la Soare

Pe Soare, ciclul proton-proton este sursa principală de energie, când un nucleu de heliu este produs de patru protoni. Energia, care este eliberată în timpul sintezei, este purtată prin generarea de nuclee, neutroni, neutrini și canale de radiație electromagnetică. Studiind fluxul de neutrini provenit de la Soare, oamenii de știință pot stabili natura și integrarea reacțiilor nucleare care apar în centrul său.

Intensitatea medie a eliberării energiei solare de către standardele pământești este neglijabilă - doar 2 erg / s * g (pe 1 gram de masă solară). Această valoare este mult mai mică decât rata de electrowinning în corpul viu în timpul procesului de metabolism standard. Și numai datorită imensului masa Soarelui (2 * 1033 g), cantitatea totală de energie radiată este de 4 * 1028 W.

Datorită dimensiunii uriașe și masa problemei soare și alte stele și retenție de plasmă este rezolvată în izolația termică sunt în mod ideal: reacții apar în miez fierbinte, și transferul de căldură are loc cu o suprafață rece. De aceea stelele pot produce energie atât de eficient în procese atât de lent precum ciclul protonic-protonic. În condiții terestre, astfel de reacții sunt practic imposibile.

Energia termonucleară este baza viitorului

Pe planeta noastră, este logic să folosim și să folosim numai cele mai eficiente reacții termonucleare - mai întâi de toate, sinteza heliului din nucleele liteiului și tritiului. Reacții similare pe o scară relativ mare sunt fezabile până acum numai în explozii de test ale bombei cu hidrogen. Cu toate acestea, toate noile dezvoltări sunt în mod constant realizate pentru a obține în mod eficient energie electrică pașnică. Energia atomică tradițională folosește o reacție de dezintegrare, iar energia de fuziune este implicată în fuziune. În același timp, reacția termonucleară are o serie de avantaje incontestabile față de reacția de dezintegrare nucleară.

1. În reacțiile termonucleare, este posibil să se evite eliberarea radiațiilor radioactive, deoarece produsul energetic este în acest caz energia luminoasă "curată".

2. Prin cantitatea de energie primită, procesele termonucleare depășesc cu mult reacțiile atomice tradiționale utilizate în reactoarele moderne.

3. Pentru a menține reacția de dezintegrare nucleară este necesară monitorizarea constantă a fluxului de neutroni, în caz contrar putând urma o reacție în lanț necontrolabilă, periculoasă pentru omenire. Pentru a obține energia termonucleară, se folosește o temperatură înaltă în locul fluxului de neutroni, astfel că astfel de riscuri dispar.

4. Combustibilul pentru reacțiile termonucleare este inofensiv, spre deosebire de produsele de dezintegrare combustibil nuclear reactoare.

Nu cu mult timp în urmă, oamenii de știință americani au reușit să creeze un model de lucru al unei reacții termonucleare, în care producția de energie este de o sută de ori mai mare decât costurile energiei. Aceasta este o ofertă bună pentru reușita "domesticirii" cu succes a energiei termonucleare.