מהו היתוך גרעיני?

תגובת תֶרמוֹגַרעִינִי - A תגובה גרעינית בין גרעיני אור זורמים בטמפרטורה גבוהה מאוד (יותר מ 108 K). לכן כמות גדולה של אנרגיה בצורה של ניטרוני אנרגיה גבוהים מחוון פוטונים - חלקיקי אור.

טמפרטורות גבוהות, וכתוצאה מכך גרעיני אנרגיה גדולים אשר מתנגשים דרוש כדי להתגבר על המחסום האלקטרוסטטי. מחסום זה נגרם על ידי דחייה הדדית של גרעינים (כמו חלקיקים בעל מטען דומה). אחרת הם לא יוכלו להתקרב עד למרחק מספיק כוח גרעיני (שזה בערך 10-12 ס"מ).

התגובה תֶרמוֹגַרעִינִי היא היווצרות של גרעינים אשר מצמידים בחוזקה זו לזו, של לוזר. כמעט כל התגובות האלה הן תגובות של פיוז'ן (Fusion) לגרעינים קלים ב כבד.

האנרגיה הקינטית נדרשה להתגבר על הדחייה ההדדית להיות מוגברת עם עליית המטען הגרעיני. לכן ההקלה עוברת היתוך של גרעיני אור בעל מטען חשמלי קטן.

בטבע, תגובת ההיתוך יכולה להתרחש רק את הפנימיות של כוכבים. לביצועו בתנאים יבשתיים חייבים להיות מחומם חומר עם אחת הדרכים האפשריות:

• פיצוץ גרעיני;
• קרן חלקיקים עזה הפגזה;
• דופק ליזר רב עצמה או פריקת הגז.

בתגובה תרמו, המהווה בחלק הפנימי של הכוכבים, ממלא תפקיד בעל חשיבות עליונה בהתפתחות היקום. ראשית, מן גרעיני המימן בכוכבים נוצרים יסודות כימיים בעתיד, ושנית, כוכב מקור אנרגיה.

התגובה תֶרמוֹגַרעִינִי בשמש

על השמש כמקור אנרגיה הראשונית בולטי מחזור תגובת פרוטון-פרוטון כאשר ארבעה פרוטונים נולדו גרעין אחד של הליום. האנרגיה אשר משתחרר במהלך הסינתזה, הוא נסחף על ידי יצירת גרעינים, נויטרונים, הנייטרינו הקוונטים של קרינה אלקטרומגנטית. נויטרינו הלימוד קרוב מנחל השמש, מדענים יכולים לקבוע את האופי תגובות גרעיניות intesnivnost המתרחש במרכזו.

עוצמת הממוצע של אנרגית השמש על ידי סטנדרטים ארציים היא זניחה - רק 2 ERG / s * g (1 גרם של מסת שמש). ערך זה הוא קטן בהרבה electrowinning מהירות in vivo במהלך המטבוליזם סטנדרטי. רק בשל ענק במשקל של השמש (1033 g * 2) הכוח הכולל הקרין על ידם היא בעלת ערך רב כמו 4 * 1028 וואט.

בשל גודלתי ואת מסת הענק של כוכבי השמש אחרים, ושימור פלזמת הבעיה נפתרת בידוד תרמי אידיאלי: מהתגובות חלות ליבה חמה, ומעבר החום מתרחש עם משטח קר. רק אז הכוכבים יכולים לייצר אנרגיה בצורה יעילה בתהליך כזה איטי, כמו מחזור פרוטון-פרוטון. בתנאים ארציים, תגובות כאלה לא ריאליות.

אנרגית היתוך - הבסיס לעתיד

על כוכב הלכת שלנו, זה הגיוני ליישם ולהשתמש רק את התגובות היתוך היעיל ביותר - במיוחד הסינתזה של לייטר גרעיני הליום ו טריטיום. תגובות כאלה בקנה מידה גדול יחסית הם ריאליות עד כה רק הפיצוצים במבחן פצצות מימן. עם זאת, שנערך ללא הרף את כל הפיתוחים החדשים על מנת לייצר כוח שלווים ביעילות. כוח גרעיני רגיל מנצל את תגובת הריקבון, כמו סינתזה מעורבת אנרגיה תרמה-גרעינית. בתגובה היתוך זו יש מספר יתרונות על פני התגובה של ביקוע גרעיני.

1. כאשר תגובות היתוך אפשר למנוע חשיפה של קרינה כמוצר אנרגיה במקרה זה הוא אנרגיה "נקיה" של אור.

2. עד כמה תהליכים תרמו-גרעיני אנרגיה קבלו הרבה להכות תגובה גרעינית קונבנציונלית, אשר משמשים כורים מודרניים.

3. על מנת לשמור את התגובה של ביקוע גרעיני, דורש ניטור מתמיד של שטף נויטרונים, או עשוי להיות ואחריו תגובת שרשרת מבוקרת, מאיים האנושות. לקבלת אנרגיה היתוך משמש במקום שטף נויטרונים בטמפרטורה גבוהה, אולם סיכונים כאלה נעלמים.

4. הדלק לתגובות תֶרמוֹגַרעִינִי מזיק, בניגוד למוצרי פירוק דלק של גרעיני כורים.

לפני זמן לא רב, מדענים אמריקאים הצליחו ליצור מודל עבודה של בתגובה תרמה שבה תפוקת האנרגיה של מאה פעמים את האנרגיה. זהו יישום טוב המוצלחות נוסף "אילוף" של אנרגית היתוך.