Reacțiile de fuziune nucleară sunt cele care au loc în interiorul stelelor, precum a noastră. soare, în care doi nuclei atomici mai mici se unesc pentru a da naștere unui nucleu mai mare, mai atomic. grajd. Mai jos avem un mecanism pentru acest tip de reacție care are loc la Soare, între hidrogeni, dând naștere heliului:
Posibilă reacție de fuziune cu hidrogen care are loc pe Soare
Dar cel mai important aspect al acestui tip de reacție nucleară este cantitatea de energie eliberată. Pentru a vă face o idee, fuziunea a doar 2. 10-9% de deuteriu (hidrogen cu un neutron și un proton în nucleu)ar oferi o cantitate de energie care ar fi suficientă pentru a susține întreaga cerere de energie a lumii timp de un an!
De aceea, visul multor oameni de știință este să fie capabil să valorifice energia eliberată în reacțiile de fuziune. Reactoarele utilizate în prezent în centralele nucleare sunt fisiunea nucleară, care este procesul anti-fuziune și care produce o cantitate mai mică de energie.
Fuziunea necontrolată a fost deja utilizată în
bombă cu hidrogen sau termonuclear, în anul 1952, lansat de Statele Unite pe un atol din Pacific. Această bombă a fost supranumită „Mike” și a avut de 700 de ori puterea bombei Hiroshima.Pe lângă cantitatea mare de energie eliberată, altele beneficii de a folosi fuziunea nucleară pentru a genera energie sunt că materialele utilizate în aceste reacții sunt ușor de obținut., căci deuteriul se găsește în moleculele de apă, tritiu (izotopul de hidrogen care are un proton și doi neutroni în nucleu) pot fi obținuți din litiu, iar litiul este un metal natural.
Un alt factor este că, spre deosebire de fisiunea nucleară, produsele de fuziune nu sunt radioactive și, prin urmare, sunt considerate un tip de energie „curată” care nu provoacă schimbări în mediu.
Dar pentru a fi folosit pentru a genera energie, trebuie să fie o reacție controlată și pentru asta există încă câteva piedici:
Pentru ca fuziunea să fie eficientă, sunt necesare temperaturi ridicate, ca și în Soare, care are regiuni cu temperaturi de ordinul a 100 de milioane de grade Celsius! Această cantitate mare de energie este necesară pentru a depăși forța de respingere care rezultă din sarcinile pozitive ale nucleelor care se vor uni.
În prezent, acest lucru se realizează prin energia eliberată în reacția de fisiune controlată a unei bombe atomice, care servește drept declanșator al reacției de fuziune nucleară.
O altă problemă care apare este: cum să lucrați într-un mod controlat cu materiale la mii de grade Celsius? Ce materiale ar putea fi utilizate pentru a construi reactorul care ar rezista la temperaturi atât de ridicate?
De asemenea, este nevoie de un flux rapid de energie eliberat în reacția de fuziune.
Cercetările din acest domeniu au condus la un tip de reactor numit Tokamak, care este folosit astăzi numai pentru cercetare. Cea mai faimoasă este cea din Princeton, Statele Unite, care funcționează la o temperatură de 100 de milioane de grade Celsius. Mai jos este Tokamak COMPASS la IPP prezentat la Praga, Republica Cehă, în Săptămâna anului Știință și tehnologie organizat de Academia de Științe din Republica Cehă pe 2 noiembrie 2012:
Tokamak COMPASS la IPP prezentat la Praga[2]
În aceste reactoare se produce un câmp magnetic extrem de puternic. Gazele de deuteriu și tritiu sunt injectate și încălzite la mii de grade Celsius pentru a reacționa. Deoarece există trecerea curentului electric și generarea câmpurilor magnetice puternice, se formează o plasmă, care se află într-un tub din interiorul reactorului, care nu intră în contact cu pereții săi.
Ștampila de mai sus, tipărită în URSS, arată un dispozitiv de fuziune termonucleară tokamak în jurul anului 1987[3]
Cu toate acestea, până în prezent, nu a fost încă descoperit un mijloc de a obține energie utilă de la un astfel de reactor. energia cheltuită pentru activarea câmpului magnetic în care plasma este limitată este încă mai mare decât energia obținută din fuziunea din interiorul reactorului.
* Credite de imagine:
[1] Autor: Mike Garrett/Wikimedia Commons
[2] Ora Nataliya/ Shutterstock.com
[3] Jim Pruitt/Shutterstock.com
De Jennifer Fogaça
Absolvent în chimie
Sursă: Școala din Brazilia - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/reator-fusao-nuclear.htm
