ბირთვული შერწყმის რეაქციები არის ის, რაც ხდება ვარსკვლავების შიგნით, მაგალითად ჩვენში. მზე, რომელშიც ორი პატარა ატომური ბირთვი გაერთიანდება და წარმოშობს უფრო მეტ, უფრო ატომურ ბირთვს. სტაბილური. ქვემოთ მოცემულია ამ ტიპის რეაქციის მექანიზმი, რომელიც ხდება მზეში, წყალბადებს შორის, წარმოქმნის ჰელიუმს:
წყალბადის შერწყმის შესაძლო რეაქცია ხდება მზეზე
მაგრამ ამ ტიპის ბირთვული რეაქციის ყველაზე მნიშვნელოვანი ასპექტი არის გამოყოფილი ენერგიის რაოდენობა. იდეის მისაღებად, შერწყმა მხოლოდ 2. 10-9დეიტერიუმის% (წყალბადის ნეიტრონის და პროტონის ბირთვი)ეს უზრუნველყოფს ენერგიის რაოდენობას, რაც საკმარისი იქნებოდა მთელი წლის განმავლობაში ენერგიის მოთხოვნის შესანარჩუნებლად!
ამიტომ მრავალი მეცნიერის ოცნებაა, შეძლონ შერწყმა რეაქციების დროს გამოყოფილი ენერგიის ათვისება. ბირთვულ ელექტროსადგურებში ამჟამად გამოყენებული რეაქტორებია ბირთვული განხეთქილება, რომელიც წარმოადგენს ანტი-შერწყმის პროცესს და წარმოქმნის უფრო მცირე რაოდენობის ენერგიას.
უკონტროლო შერწყმა უკვე გამოყენებულია წყალბადის ბომბი ან თერმობირთვული, 1952 წელს, შეერთებულმა შტატებმა დაიწყო წყნარი ოკეანის ატოლზე. ამ ბომბს "მაიკი" შეარქვეს და ჰიროსიმას ბომბის 700-ჯერ მეტი ძალა ჰქონდა.
გამოყოფილი ენერგიის დიდი რაოდენობის გარდა, სხვები სარგებელი ენერგიის გამომუშავების მიზნით ბირთვული შერწყმის გამოყენებაა ამ რეაქციებში გამოყენებული მასალები ადვილად მიიღება., დეიტერიუმი გვხვდება წყლის მოლეკულებში, ტრიტიუმში (წყალბადის იზოტოპი, რომელსაც აქვს პროტონი) და ორი ნეიტრონი ბირთვში) შეიძლება მიღებულ იქნას ლითიუმისგან, ხოლო ლითიუმი ბუნებრივად არსებული ლითონია.
კიდევ ერთი ფაქტორია ის, რომ ბირთვული გახლეჩისგან განსხვავებით, შერწყმის პროდუქტები არ არის რადიოაქტიური და, შესაბამისად, განიხილება ენერგიის "სუფთა" ტიპი, რომელიც არ იწვევს ცვლილებებს გარემოში.
ენერგიის გამომუშავებისთვის რომ გამოვიყენოთ, ეს უნდა იყოს კონტროლირებადი რეაქცია და ამისთვის ჯერ კიდევ არსებობს დაბრკოლებები:
შერწყმის ეფექტურობისთვის საჭიროა მაღალი ტემპერატურა, ისევე როგორც მზე, რომელსაც აქვს რეგიონები, რომელთა ტემპერატურაა 100 მილიონი გრადუსი ცელსიუსით! ენერგიის ეს დიდი რაოდენობაა საჭირო იმისათვის, რომ გადავლახოთ მოგერიების ძალა, რომელიც წარმოიქმნება ბირთვების დადებითი მუხტებით, რომლებიც გაერთიანდებიან.
ამჟამად, ეს მიიღწევა ატომური ბომბის კონტროლირებადი გახლეჩის რეაქციაში გამოყოფილი ენერგიის საშუალებით, რომელიც ბირთვული შერწყმის რეაქციის გამშვებ ფაქტორს წარმოადგენს.
კიდევ ერთი პრობლემა, რომელიც ჩნდება, არის: როგორ უნდა იმუშაოს კონტროლირებად მასალებთან ათასობით გრადუს გრადუსზე? რა მასალებით შეიძლება გამოყენებულ იქნას რეაქტორი, რომელიც გაუძლებს ასეთ მაღალ ტემპერატურას?
ასევე საჭიროა ენერგიის სწრაფი დინების გათავისუფლება შერწყმის რეაქციაში.
ამ სფეროში ჩატარებულმა გამოკვლევებმა გამოიწვია ტიპის რეაქტორი, რომელსაც ეწოდება ტოკამაკი, რომელსაც დღეს მხოლოდ კვლევისთვის იყენებენ. ყველაზე ცნობილი არის პრინსტონში, შეერთებული შტატები, რომელიც მუშაობს 100 მილიონი გრადუსი ცელსიუსის ტემპერატურაზე. ქვემოთ მოცემულია ტოკამაკის კომპასი IPP– ზე, რომელიც წარმოდგენილია პრაღაში, ჩეხეთის რესპუბლიკაში, კვირის კვირის განმავლობაში 2 ნოემბერს ჩეხეთის მეცნიერებათა აკადემიის მიერ ორგანიზებული მეცნიერება და ტექნიკა 2012:
ტოკამაკის კომპასი IPP– ზე წარმოდგენილი პრაღაში[2]
ამ რეაქტორებში წარმოიქმნება უკიდურესად ძლიერი მაგნიტური ველი. დეიტერიუმის და ტრიტიუმის გაზები შეჰყავთ და ათბობენ ათასობით გრადუს ცელსიუსზე, რომ მოახდინონ რეაქცია. მას შემდეგ, რაც ხდება ელექტრული დენის გავლა და ძლიერი მაგნიტური ველის წარმოქმნა, წარმოიქმნება პლაზმა, რომელიც რეაქტორის შიგნით მილშია და არ ეკონტაქტება მის კედლებს.
სსრკ-ში დაბეჭდილი ზემოხსენებული შტამპი გვიჩვენებს ტოკამაკის თერმობირთვული შერწყმის მოწყობილობას, დაახლოებით 1987 წელს[3]
ამასთან, დღემდე, ასეთი რეაქტორიდან სასარგებლო ენერგიის მიღების საშუალება ჯერ არ არის აღმოჩენილი. ენერგია, რომელიც დაიხარჯება მაგნიტური ველის გასააქტიურებლად, სადაც პლაზმა შემოიფარგლება, კვლავ მეტია ვიდრე რეაქტორის შიგნით შერწყმის შედეგად მიღებული ენერგია.
* გამოსახულების კრედიტები:
[1] ავტორი: მაიკ გარეტი/ვიკიმედია Commons
[2] ნატალიას საათი/ Shutterstock.com
[3] ჯიმ პრუიტი/Shutterstock.com
ჯენიფერ ფოგაჩას მიერ
დაამთავრა ქიმია
წყარო: ბრაზილიის სკოლა - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/reator-fusao-nuclear.htm