Tuumasüntees on väikeste aatomituumade liit, millest moodustub suurem ja stabiilsem tuum.
Sulandumine on väikeste tuumadega lihtsam, kuna kuna kaks tuuma peavad kokku põrkuma ja ühinema, on nende tuumade positiivse laengu tõukejõud väiksem. Sellest hoolimata kulub selle tõrjumise ületamiseks ja kokkupõrke tekitamiseks väga suur kineetiline energia.
Allpool on näide tuumasünteesist, kus kaks tuuma sulanduvad, üks deuteerium ja üks triitium, mis toodavad heeliumi aatomeid:
Seda tüüpi reaktsioon on energiaallikas sellistele tähtedele nagu Päike. See koosneb 73% vesinikust, 26% heeliumist ja 1% muudest elementidest. Seda seletatakse asjaoluga, et selle tuumas toimuvad reaktsioonid, nagu eespool näidatud, milles vesinikuaatomid sulanduvad ja moodustavad heeliumi aatomid.
Vesiniku sulandumisreaktsioonid on tähtede, sealhulgas Päikese energiaallikas.
Selle reaktsiooni käigus eralduv energia hulk on miljoneid kordi suurem kui tavalise keemilise reaktsiooni energia ja see on kaks miljonit korda suurem kui tuuma lõhustumisel eralduv energia. 1952. aastal võis maailm näha selle tuumareaktsiooni jõudu, kui USA heitis esimese vesinikupommi (“Mike”) Vaikse ookeani atollile; selle võimsus oli tuhat korda suurem kui Hiroshima ja Nagasaki pommidel. Atoll aurustati sõna otseses mõttes.
Ärge lõpetage kohe... Pärast reklaami on veel rohkem;)
Selle vabanenud suure energia tõttu on paljude teadlaste unistus toota seda tüüpi reaktsioonide abil energiat. Kuid see pole veel võimalik, sest seda tüüpi reaktsioonid toimuvad ainult väga kõrgel temperatuuril, nagu Päikesel. Ja tuhandete Celsiuse kraadidega materjalidega pole veel võimalik kontrollitult töötada.
Kuid teadlased ei anna alla. Allpool on pilt ja reaalne foto reaktoritüübist, mida nimetatakse a tokamak. Seda tüüpi reaktorid on võimelised vastu pidama kõrgetele temperatuuridele, hoides plasmat lühikese aja jooksul seintest eemal ja kasutades magnetilisi sulgemismeetodeid.
Seda tüüpi reaktoreid katsetatakse. Ja katsed ei peatu pärast kõigi 2 ühinemist. 10-9 % deuteeriumist oleks piisav, et tarnida elektrit aastaks kogu maailmale.
Illustratsioon vasakul ja reaalne pilt reaktori paremal tokamak, mida katsetatakse energia tootmiseks tuumasünteesi kaudu.
Autor Jennifer Fogaça
Lõpetanud keemia
Brasiilia koolimeeskond
Kas soovite sellele tekstile viidata koolis või akadeemilises töös? Vaata:
FOGAÇA, Jennifer Rocha Vargas. "Tuumasüntees"; Brasiilia kool. Saadaval: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/fusao-nuclear.htm. Juurdepääs 27. juunil 2021.
