Реакциите на ядрен синтез са тези, които протичат в звездите, като нашата. слънце, при което две по-малки атомни ядра се съединяват, за да дадат началото на по-голямо, по-атомно ядро. стабилен. По-долу имаме механизъм за този тип реакции, които протичат на Слънцето, между водородите, пораждащи хелий:
Възможна реакция на водороден синтез, протичаща на Слънцето
Но най-важният аспект на този тип ядрена реакция е количеството освободена енергия. За да добиете представа, сливането само на 2. 10-9% деутерий (водород с неутрон и протон в ядрото)това би осигурило количество енергия, което би било достатъчно, за да поддържа цялото световно търсене на енергия за една година!
Ето защо мечтата на много учени е да могат да използват енергията, отделяна при реакциите на синтез. Понастоящем реакторите, използвани в атомните електроцентрали, са ядрено делене, което е процесът срещу синтез и който произвежда по-малко количество енергия.
Неконтролирано сливане вече е използвано в водородна бомба или термоядрен
, през 1952 г., изстрелян от Съединените щати на атол в Тихия океан. Тази бомба беше наречена „Майк“ и имаше 700 пъти по-голяма мощност от бомбата в Хирошима.В допълнение към голямото количество освободена енергия, други Ползи използването на ядрен синтез за генериране на енергия са тези материалите, използвани в тези реакции, са лесно достъпни., тъй като деутерият се намира във водните молекули, тритий (водороден изотоп, който има протон и два неутрона в ядрото) могат да бъдат получени от литий, а литийът е естествен метал.
Друг фактор е, че за разлика от ядреното делене, синтезните продукти не са радиоактивни и поради това се считат за „чист“ вид енергия, която не причинява промени в околната среда.
Но за да се използва за генериране на енергия, това трябва да е контролирана реакция и за това все още има такива пречки:
За да бъде синтезът ефективен, са необходими високи температури, както се случва на Слънцето, което има региони с температури от порядъка на 100 милиона градуса по Целзий! Това голямо количество енергия е необходимо за преодоляване на силата на отблъскване, произтичаща от положителните заряди на ядрата, които ще се обединят.
В момента това се постига чрез енергията, освободена в контролираната реакция на делене на атомна бомба, която служи като спусък за реакцията на ядрен синтез.
Друг проблем, който възниква е: как да се работи контролирано с материали при хиляди градуси по Целзий? Какви материали биха могли да се използват за изграждане на реактора, който би издържал на толкова високи температури?
Също така е необходим бърз поток от енергия, отделена в реакцията на синтез.
Изследванията в тази област доведоха до тип реактор, наречен Токамак, която днес се използва само за изследвания. Най-известният е този в Принстън, САЩ, който работи при температура от 100 милиона градуса по Целзий. По-долу е КОМПАСът Tokamak на IPP, представен в Прага, Чехия, по време на Седмицата на Наука и технологии, организирани от Академията на науките на Чешката република на 2 ноември, 2012:
Tokamak COMPASS на IPP, представен в Прага[2]
В тези реактори се създава изключително силно магнитно поле. Деутериевите и тритиевите газове се инжектират и се нагряват до хиляди градуса по Целзий, за да реагират. Тъй като има преминаване на електрически ток и генериране на силни магнитни полета, се образува плазма, която е в тръба вътре в реактора, без да влиза в контакт със стените му.
Горният печат, отпечатан в СССР, показва устройство за термоядрен синтез токамак около 1987 г.[3]
Към днешна дата обаче все още не е открито средство за получаване на полезна енергия от такъв реактор. енергията, изразходвана за активиране на магнитното поле, където плазмата е затворена, все още е по-голяма от енергията, получена от синтеза вътре в реактора.
* Кредити за изображения:
[1] Автор: Майк Гарет/Wikimedia Commons
[2] Час на Наталия/ Shutterstock.com
[3] Джим Пруит/Shutterstock.com
От Дженифър Фогаса
Завършва химия
Източник: Бразилско училище - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/reator-fusao-nuclear.htm
