48159

Reakcja syntezy jądrowej

Masa dwóch lekkich jąder jest większa niż masa jądra powstającego po ich połączeniu. Jeżeli takie jądra zbliżymy do siebie na dostatecznie małą odległość, to przy powstawaniu nowego jądra wydzieli się energia związana z różnicą mas.

Np. dwa deuterony mogą się połączyć tworząc jądro helu przy czym 0.6% masy zostanie zamienione na energię. Widać, że ta metoda byłaby sześć razy wydajniejsza od rozszczepiania jąder uranu (0.1%). Poza tym mamy nieograniczone źródło deutem w wodzie mórz i oceanów. Przeszkodą w otrzymywaniu energii tą metodą jest odpychanie kulombowskie, które nie pozwala zbliżyć się deuteronom na odległość porównywalną z zasięgiem przyciągających sil jądrowych. Reakcja ta byłaby możliwa gdyby deuter mógł być ogrzany do temperatury około 5 10⁷ K. Reakcje, które wymagają takich temperatur nazywamy reakcjami termojądrowymi Temperatury osiągane podczas wybuchu bomby atomowej są wystarczające do zapoczątkowania takiej reakcji. Raz zapoczątkowana reakcja termojądrowa wytwarza dostateczną ilość energii do utrzymania wysokiej temperatury dopóki materiał (większość) nie zostanie spalony. Jest to mechanizm działania bomby wodorowej.

Warunkiem uzyskania użytecznej energii z reakcji syntezy jądrowej jest prowadzenie reakcji w sposób kontrolowany.

Prowadzone są próby skonstruowania reaktora tennojądrowego. Podstawowym problemem jest utrzymanie gazu o tak wysokiej temperaturze w ograniczonym obszarze przez dostatecznie długi czas aby wytworzona energia była większa od energii zużytej na uruchomienie reaktora. Stwarza to wiele problemów technicznych. Np. trzeba zapobiec stopieniu ścian pojemnika z gazem (plazmą). Używa się bardzo silnych pól magnetycznych próbując nie dopuścić do zetknięcia gazu (plazmy) ze ściankami.

Jak dotąd nie udało się przeprowadzić zakończonej sukcesem kontrolowanej reakcji tennojądrowej. Eksperci uważają jednak, że jest to kwestia najbliższych lat.

W przyrodzie obserwuje się ciągle wytwarzanie energii tennojądrowej: procesy termojądrowe są źródłem energii gwiazd a więc i .naszego” słońca.