ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Возможность самоподдерживающегося процесса синтеза легких ядер из "Введение в ядерную физику " 5 было показано, что кроме процесса деления тяжелых ядер может существовать еще один способ освобождения ядерной энергии — синтез легких ядер. Природа энергии Солнца и звезд подтверждает и практическую осуществимость реакций синтеза. Как известно, солнечная энергия освобождается в результате двух кольцевых процессов, называемых протоннопротонным и углеродно-азотным циклами, которые сводятся к последовательному преобразованию протонов в ядра гелия с выделением большого количества энергии. Продолжительность углеродно-азотного цикла составляет несколько десятков миллионов лет, а протонно-протонного — даже около 15 млрд. лет. Тем не менее из-за колоссального количества участвующих в циклах ядер Солнце непрерывно излучает огромную энергию. [c.478] А если учесть, что существующие на Земле запасы дейтерия практически неисчерпаемы (он входит в состав воды океанов), то станет ясно, что с осуществлением управляемой реакции синтеза в земных условиях будет полностью решена проблема энергоснабжения человечества. [c.479] Легко видеть, что необходимым условием для возможности цепной реакции синтеза является очень высокая температура. Действительно, при рассмотрении ядерных реакций, идущих под действием заряженных частиц, было показано, что в этих процессах существенную роль играет кулоновский барьер, который препятствует ядерному взаимодействию даже при Q О, если кинетическая энергия бомбардирующей частицы недостаточно велика. У легких ядер кулоновский барьер невысок, но все же для эффективного протекания реакций даже со столь легкими ядрами как в реакциях (65.1) и (65.2) нужны дейтоны с энергией примерно 0,1 Мэе. [c.479] Чтобы реакция была самоподдерживающейся, дейтоны с такой энергией должны возникать в процессе самой реакции, подобно тому как в реакции деления возникают нейтроны деления, вызывающие новые акты деления. Разница заключается в том, что в реакции синтеза с самого начала процесса можно иметь достаточное количество дейтонов, но их энергия низка. [c.479] Идея получения быстрых дейтонов в процессе реакции синтеза заключается в использовании высокой температуры, которая должна развиваться в этом процессе. [c.479] В 34 мы видели, что при движении нейтронов в среде с малым сечением поглощения и большим сечением рассеяния происходит процесс замедления нейтронов, которые в конце концов становятся тепловыми, т. е. приходят в тепловое равновесие с атомами среды. При этом кинетическая энергия тепловых нейтронов по масштабу величины равна kT°, где k — постоянная Больцмана, а Т° — абсолютная температура. Чем выше температура среды, тем больше энергия теплового движения ее атомов и тем выше кинетическая энергия тепловых нейтронов. [c.479] Аналогичное явление должно происходить с дейтериевым газом при его нагревании, так что в принципе задача получения большого количества быстрых дейтонов может быть решена при помощи сильного нагревания дейтерия. В связи с этим реакции синтеза получили название термоядерных. [c.479] Столь высокие температуры пока получить не удалось. Однако для получения процесса синтеза в лабораторных условиях ее можно снизить в 5—10 раз (до 2-10 °). Поясним это на примере цепного процесса, происходящего на Солнце. [c.480] Вернуться к основной статье