Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

24.8: ядерний синтез

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    19516

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    На сонці відбувається ряд реакцій, які неможливо продублювати на Землі. Деякі з цих реакцій передбачають утворення великих елементів з більш дрібних. Поки що нам вдалося лише спостерігати утворення дуже дрібних елементів тут, на Землі. Спостережувана послідовність реакцій виглядає наступним чином: атоми водню-1 стикаються з утворенням більших ізотопів водню, водню-2 (дейтерій) та водню-3 (тритій). В процесі утворюються позитрони і гамма-промені. Позитрони будуть стикатися з будь-якими доступними електронами і анігілювати, виробляючи більше гамма-променів. У процесі виробляється величезна кількість енергії, щоб зігріти нас і продовжувати подавати реакції.

    ядерний синтез

    На відміну від ядерного поділу, що призводить до утворення менших ізотопів з більших, метою ядерного синтезу є отримання більших матеріалів від зіткнення менших атомів. Змушення менших атомів разом призводить до більш щільної упаковки та вивільнення енергії. Як видно на малюнку нижче, енергія виділяється при утворенні більшого атома, гелію\(\left( \ce{He} \right)\) від злиття водню-2 і водню-3, а також від вигнання нейтрона.

    Малюнок\(\PageIndex{1}\): Реакція ядерного синтезу між дейтерієм і тритієм.

    Цей вивільнення енергії є тим, що стимулює дослідження термоядерних реакторів сьогодні. Якби така реакція могла бути здійснена ефективно на Землі, вона могла б забезпечити чисте джерело ядерної енергії. На відміну від реакцій поділу, ядерний синтез не виробляє радіоактивних продуктів, які представляють небезпеку для живих систем.

    Реакції ядерного синтезу в лабораторії було надзвичайно важко досягти. Потрібні надзвичайно високі температури (тобто мільйони градусів). Необхідно розробити методи, щоб змусити атоми разом і утримувати їх досить довго, щоб реагувати. Нейтрони, що виділяються в ході реакцій синтезу, можуть взаємодіяти з атомами в реакторі, і перетворювати їх в радіоактивні матеріали. Був певний успіх у галузі реакцій ядерного синтезу, але подорож до можливої потужності синтезу все ще довгий і невизначений.

    Резюме

    • Ядерний синтез виробляє більші матеріали від зіткнення менших атомів. Змушення менших атомів разом призводить до більш щільної упаковки та вивільнення енергії.
    • Наведено приклади реакцій ядерного синтезу.