Какво представлява термоядрената реакция?

Термоядрената реакция е ядрена реакция между леките атомни ядра, течащи при много висока температура (над 108 К). В този случай се образува голямо количество енергия под формата на неутрони с висок енергиен индекс и фотони - частици светлина.

Високите температури, и следователно големите енергии на ядрата, които се сблъскват, са необходими за преодоляване на електростатичната бариера. Тази бариера се дължи на взаимното отблъскване на ядрата (като заредени частици със същото име). В противен случай те не биха могли да се доближат до достатъчно разстояние за действие на ядрените сили (което е приблизително 10-12 см).

Термоядрената реакция е процесът на образуване на ядра, които са силно взаимосвързани, от по-ужасните. Почти всички подобни реакции се отнасят до реакциите на синтез на леки ядра в тежки.

Кинетичната енергия, необходими за преодоляване на взаимното отблъскване, трябва да се увеличат с увеличаването на ядрената такса. Следователно, синтезът на леки ядра с малък електрически заряд е най-лесният.

В природата термоядрената реакция може да се появи само във вътрешността на звездите. За да бъде приложено при сухоземни условия, е необходимо веществото да се нагрява по един от възможните начини:

• ядрена експлозия;
• бомбардиране от силен сноп от частици;
• мощен лазерен импулс или изпускане на газ.

Термоядрената реакция, която минава в дълбините на звездите, играе архивна роля в еволюцията на Вселената. Първо, ядра на бъдещи химически елементи се формират от водород в звезди и второ, това е енергийният източник на звездите.

Термоядрени реакции към слънцето

На Слънцето протоновият протонен цикъл е основният източник на енергия, когато едно ядро ​​от хелий се произвежда от четири протона. Енергията, която се освобождава по време на синтеза, се пренася чрез генериране на ядра, неутрони, неутрини и кванти на електромагнитно излъчване. Изследвайки потока от неутрини, идващи от Слънцето, учените могат да установят природата и интеграцията на ядрените реакции, които се случват в нейния център.

Средната интензивност на енергията на слънцето от земните стандарти е незначително - само 2 ерг / и * г (1 грам на слънчевата маса). Тази стойност е много по-малка от скоростта на електролитиране в живото тяло по време на процеса на стандартния метаболизъм. И само благодарение на огромните маса на Слънцето (2 * 1033 g), общото количество на излъчена мощност е по-голямо от 4 * 1028 W.

Поради огромния размера и масата на проблема на слънце и други звезди и плазма задържане е решен в топлоизолацията са идеално: реакции възникват в гореща сърцевина, и за пренос на топлина се появява със студена повърхност. Ето защо звездите могат да произвеждат толкова ефективно енергия в такива бавни процеси като цикъла на протон-протон. При сухоземни условия подобни реакции са практически неприложими.

Термоядрената енергия е в основата на бъдещето

На нашата планета има смисъл да се използват и използват само най-ефективните термоядрени реакции - преди всичко, синтезата на хелий от ядрата на литерия и тритий. Подобни реакции в сравнително голям мащаб са възможни досега само при тест експлозии на водородни бомби. Независимо от това всички нови разработки се провеждат непрекъснато, за да се постигне ефективно мирно електропроизводство. Традиционната атомна енергия използва реакция на разпадане и енергията на синтез е включена в синтеза. В същото време термоядрената реакция има редица неоспорими предимства пред реакцията на ядрено разпадане.

1. При термоядрените реакции е възможно да се избегне отделянето на радиоактивно излъчване, тъй като енергийният продукт в случая е "чиста" светлинна енергия.

2. Чрез получената енергия, термоядрените процеси далеч надхвърлят традиционните атомни реакции, които се използват в съвременните реактори.

3. За поддържане на реакцията на ядрено разпадане е необходимо постоянно наблюдение на неутронния поток, в противен случай може да последва неустойчива верижна реакция, опасна за човечеството. За да се получи термоядрена енергия, вместо неутронния поток се използва висока температура, поради което тези рискове изчезват.

4. Горивото за термоядрени реакции е безвредно, за разлика от продуктите на гниене ядрено гориво реактори.

Не толкова отдавна американски учени успяха да създадат работещ модел на термоядрена реакция, при която енергийната продукция е сто пъти по-голяма от енергийните разходи. Това е добра оферта за по-нататъшното успешно "опитомяване" на термоядрената енергия.