Термоядрен синтез е процесът, при който две леки атомни ядра

Термоядрен синтез е процесът, при който две леки атомни ядра се комбинират, с цел да образуват едно по-тежко ядро, освобождавайки голямо количество сила. Реакциите на термоядрен синтез протичат в агрегатно положение на материята, наречено плазма, парещ зареден газ, формиран от позитивни йони и свободно движещи се електрони, който има неповторими свойства, разнообразни от тези на твърди субстанции, течностите или газовете.

Слънцето, както и другите звезди, излъчва сила точно посредством тази реакция. За да се случи сливането на ядрата вътре в Слънцето, те би трябвало да се сблъскат едно с друго при извънредно висока температура, към 10 милиона градуса по Целзий. Високата температура им дава задоволително сила, с цел да преодолеят взаимното си електрическо отбиване.

След като ядрата го преодолеят и са на доста близко разстояние едно от друго, нуклеарната мощ на привличане сред тях надвива над силата на отбиване и им разрешава да се слеят. За да се случи това, ядрата би трябвало да са в затворено пространство, което усилва шанса за конфликт. Идеалните условия за термоядрен синтез на Слънцето се обезпечават от колосалното налягане, основано от мощната гравитация.

Защо учените учат термоядрените процеси

Откакто теорията за нуклеарния синтез е дефинирана през 30-те години на предишния век, доста учени като Ханс Бете, Пьотр Капица и Игор Там, а неотдавна и доста инженери от целия свят, се стремят да възпроизведат и управляват този развой. Това се дължи на обстоятелството, че в случай че нуклеарният синтез може да бъде стартиран на Земята и прибавен в промишлен мащаб, тогава той може да обезпечи съвсем безкрайно количество чиста, безвредна и налична сила за облекчаване на потребностите на света.

Термодреният синтез е в положение да генерира четири пъти повече сила на кг гориво от нуклеарното разделяне (използвано в атомните електроцентрали) и съвсем четири милиона пъти повече сила от изгарянето на петрол или въглища.

Повечето от разработваните концепции за термоядрени реактори включват потреблението на примес от деутерий и тритий, водородни атоми, съдържащи спомагателни неутрони. Теоретично, като употребявате единствено няколко грама от тези реагенти, можете да получите тераджаул сила - това количество сила за един гражданин на развита страна може да бъде задоволително за към шестдесет години.

Термоядреното гориво е необятно публикувано и елементарно налично: деутерий може да бъде извлечен от морска вода без нужда от скъпа технология, а тритий може евентуално да бъде създаден посредством реагиране на неутрони, генерирани от синтез с литий, който е необятно наличен в природата. Тези ресурси от гориво ще стигнат за милиони години. Освен това бъдещите термоядрени реактори са по своята същина безвредни и не се чака да генерират високоактивни или дълготрайни нуклеарни боклуци.

Освен това, защото процесът на синтез е сложен за пускане и поддържане, няма риск от верижна реакция и разтопяване на реактора; термоядреният синтез може да се случи единствено при строги условия на работа, отвън които (например при положение на повреда или щета на системата) плазмата естествено ще се охлади, ще загуби силата си доста бързо и ще изчезне, преди да бъдат нанесени обилни вреди на реактор.

Важно е да се означи, че нуклеарният синтез, сходно на нуклеарното разделяне, не освобождава въглероден диоксид и други парникови газове в атмосферата, тъй че може да се трансформира в дълготраен източник на нисковъглеродна електрическа енергия през втората половина на този век.

По-горещ от слънцето

На Слънцето естествено се основават условия за термоядрен синтез заради мощната гравитационна мощ, само че без тази мощ е нужна даже по-висока температура, в сравнение с вътре в Слънцето, с цел да стартира реакцията. На Земята синтезът на деутерий и тритий изисква температура от над 100 милиона градуса по Целзий и в това време налягането и магнитните сили би трябвало да се управляват, с цел да се подсигурява, че плазмата се поддържа постоянна и че реакцията на синтез се поддържа задоволително дълго, за създава повече сила, в сравнение с е нужна за това.

Въпреки че условия, доста близки до тези, нужни за термоядрения реактор, в този момент рутинно се възпроизвеждат в опити, към момента са нужни усъвършенствания в задържането на плазмата и стабилността, с цел да се поддържа реакцията и да се създава сила по резистентен метод. Учени и инженери по целия свят не престават да създават и тестват нови материали и технологии за произвеждане на чиста термоядрена сила.