A magfúziós reakciók azok, amelyek a csillagok belsejében játszódnak le, például a miénk. nap, amelyben két kisebb atommag egyesülve nagyobb, atommag keletkezik. stabil. Az alábbiakban van egy mechanizmusunk az ilyen típusú reakciókra, amelyek a Napban, a hidrogének között fordulnak elő, és héliumot eredményeznek:
Lehetséges hidrogénfúziós reakció a Napon
De az ilyen típusú atomreakciók legfontosabb szempontja a felszabaduló energia mennyisége. Ötletet szerezni, csak 2 fúziója. 10-9a deutérium% -a (hidrogén, a neutronban és a protonban a magban)olyan mennyiségű energiát biztosítana, amely elegendő lenne a világ teljes energiaigényének egy évig történő fenntartásához!
Ezért sok tudós álma az, hogy képes legyen hasznosítani a fúziós reakciók során felszabaduló energiát. Az atomerőművekben jelenleg alkalmazott reaktorok a maghasadás, amely fúziógátló folyamat, és kisebb energiát termel.
Az ellenőrizetlen fúziót már itt is alkalmazták hidrogénbomba vagy termonukleáris, 1952-ben, amelyet az Egyesült Államok indított a csendes-óceáni atollon. Ezt a bombát „Mike” -nek hívták, és 700-szor akkora volt, mint a hirosimai bomba.
A felszabaduló nagy mennyiségű energia mellett mások előnyöket hogy a magfúziót energiatermelésre használják az ezekben a reakciókban felhasznált anyagok könnyen beszerezhetők., mert a deutérium a vízmolekulákban található, a trícium (hidrogén izotóp, amelynek protonja van) és két neutron a magban) nyerhető lítiumból, és a lítium egy természetben előforduló fém.
Egy másik tényező, hogy a maghasadással ellentétben a fúziós termékek nem radioaktívak, ezért „tiszta” típusú energiának számítanak, amely nem okoz változásokat a környezetben.
De ahhoz, hogy energiát termeljünk, kontrollált reakciónak kell lennie, és ehhez még vannak olyanok akadályokat:
A fúzió hatékonyságához magas hőmérsékletekre van szükség, mint a Napon, amelynek régiói 100 millió Celsius-fokos hőmérsékletűek! Erre a nagy mennyiségű energiára van szükség az egyesülő magok pozitív töltéseiből fakadó taszítóerő leküzdéséhez.
Jelenleg ezt egy atombomba szabályozott hasadási reakciójában felszabaduló energiával érik el, amely a magfúziós reakció kiváltó okaként szolgál.
Egy másik felmerülő probléma: hogyan lehet kontrolláltan dolgozni több ezer Celsius-fokos anyaggal? Milyen anyagokat lehetne felhasználni a reaktor felépítésére, amely ellenállna az ilyen magas hőmérsékletnek?
Szükség van a fúziós reakció során felszabaduló energia gyors áramlására is.
Az ezen a területen végzett kutatások az úgynevezett reaktortípushoz vezettek Tokamak, amelyet ma csak kutatásra használnak. A leghíresebb az Egyesült Államok Princeton városában található, amely 100 millió Celsius-fokos hőmérsékleten dolgozik. Az alábbiakban látható a Tokamak COMPASS az IPP-n, amelyet a Cseh Köztársaság Prágában mutattak be Tudomány és technológia a Cseh Tudományos Akadémia szervezésében november 2-án, 2012:
Tokamak COMPASS az IPP-n Prágában[2]
Ezekben a reaktorokban rendkívül erős mágneses mező keletkezik. Deutériumot és tríciumgázt injektálunk, és reagálás céljából több ezer Celsius fokig melegítjük. Mivel elektromos áram folyik és erős mágneses mezők keletkeznek, plazma képződik, amely a reaktor belsejében lévő csőben van, és nem érintkezik a falával.
A fenti, a Szovjetunióban nyomtatott bélyegző egy tokamak termonukleáris fúziós eszközt mutat 1987 körül[3]
A mai napig azonban még nem fedezték fel a hasznos energia megszerzésének módját egy ilyen reaktorból. a mágneses mező aktiválására fordított energia, ahol a plazma be van zárva, még mindig nagyobb, mint a reaktor belsejében végzett fúzióval nyert energia.
* Kép jóváírások:
[1] Szerző: Mike Garrett/Wikimedia Commons
[2] Nataliya óra/ Shutterstock.com
[3] Jim Pruitt/Shutterstock.com
Írta: Jennifer Fogaça
Kémia szakon végzett
Forrás: Brazil iskola - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/reator-fusao-nuclear.htm