ما هو رد فعل نووي حراري؟

التفاعل النووي الحراري هو تفاعل نووي بين نواة ذرية خفيفة، والمضي قدما في درجة حرارة عالية جدا (فوق 108 K). في هذه الحالة يتم تشكيل كمية كبيرة من الطاقة في شكل النيوترونات مع مؤشر الطاقة العالية والفوتونات - جزيئات الضوء.

وبالتالي فإن ارتفاع درجات الحرارة، وبالتالي ارتفاع طاقات النوى التي تصطدم، ضرورية للتغلب على الحاجز الكهربائي. ويرجع هذا الحاجز إلى التنافر المتبادل للنوى (كما الجسيمات المشحونة من نفس الاسم). وإلا فإنهم لا يستطيعون الاقتراب من مسافة كافية لعمل القوات النووية (وهو ما يتراوح بين 10 و 12 سم تقريبا).

التفاعل الحراري الحراري هو عملية تشكيل النوى، والتي هي مترابطة بقوة، من أكثر قابلية للتفتيت. تقريبا كل ردود الفعل هذه تشير إلى ردود الفعل من الانصهار (تخليق) من نوى أخف في تلك الثقيلة.

يجب أن تزيد الطاقة الحركية اللازمة للتغلب على التنافر المتبادل مع زيادة التهمة النووية. ولذلك، فإن توليف نواة الضوء مع شحنة كهربائية صغيرة هو أسهل.

في الطبيعة، رد فعل نووي حراري يمكن أن يحدث فقط في المناطق الداخلية من النجوم. ولتنفيذه في الظروف الأرضية، من الضروري تسخين المادة بإحدى الطرق الممكنة:

• انفجار نووي؛
• القصف مع شعاع جسيمات مكثفة.
• نبض ليزر قوي أو تفريغ الغاز.

التفاعل النووي الحراري الذي يذهب في أحشاء النجوم يلعب دورا أرشيفية في تطور الكون. أولا، تتشكل نوى العناصر الكيميائية المستقبلية من الهيدروجين في النجوم، وثانيا، هو مصدر الطاقة من النجوم.

ردود الفعل الحرارية إلى الشمس

على الشمس، دورة البروتون بروتون هي المصدر الرئيسي للطاقة، عندما يتم إنتاج نواة واحدة من الهيليوم من أربعة بروتونات. وتنفذ الطاقة، التي تنطلق أثناء التوليف، عن طريق توليد النوى والنيوترونات والنيوترونات والكميات من الإشعاع الكهرومغناطيسي. دراسة تدفق النيوترينو القادمة من الشمس، يمكن للعلماء تحديد طبيعة والتأمل في التفاعلات النووية التي تحدث في مركزها.

متوسط كثافة إطلاق الطاقة من الشمس حسب المعايير الأرضية لا تذكر - فقط 2 إرغ / s * ز (لكل 1 غرام من كتلة الشمس). هذه القيمة هي أقل بكثير من معدل الإلكتروين في الجسم الحي خلال عملية الأيض القياسية. وفقط بسبب كتلة ضخمة من الشمس (2 * 1033 ز)، فإن المبلغ الإجمالي للطاقة المشعة مثل هذا المبلغ العملاق، مثل 4 * 1028 W.

نظرا لحجم وكتلة كبيرة من الشمس والنجوم الأخرى، يتم حل مشكلة الحبس والعزل الحراري للبلازما فيها بشكل مثالي: ردود الفعل تجري في جوهر الساخنة، ونقل الحرارة يحدث من سطح برودة. وهذا هو السبب في أن النجوم يمكن أن تنتج الطاقة بشكل فعال في مثل هذه العمليات البطيئة مثل دورة البروتون بروتون. وفي ظل الظروف الأرضية، تكون هذه التفاعلات غير عملية عمليا.

الطاقة الحرارية هي أساس المستقبل

على كوكبنا، فمن المنطقي لاستخدام واستخدام فقط الأكثر فعالية من التفاعلات الحرارية النووية - أولا وقبل كل شيء، وتوليف الهيليوم من نوى الليثيريوم والتريتيوم. هذه التفاعلات على نطاق واسع نسبيا ممكنة حتى الآن فقط في التفجيرات التجريبية من القنابل الهيدروجينية. ومع ذلك، يجري باستمرار تنفيذ جميع التطورات الجديدة من أجل الحصول على الكهرباء بصورة سلمية. الطاقة النووية التقليدية يستخدم رد فعل الاضمحلال، وفي الانصهار التوليف السلطة تشارك. وفي الوقت نفسه، فإن التفاعل النووي الحراري لديه عدد من المزايا التي لا يمكن إنكارها على رد فعل من الاضمحلال النووي.

1. في التفاعلات الحرارية النووية، فمن الممكن لتجنب الإفراج عن الإشعاع الإشعاعي، لأن المنتج الطاقة في هذه الحالة هو "نظيفة" الطاقة الخفيفة.

2 - وبمقدار الطاقة المستلمة، تتفوق العمليات النووية الحرارية بكثير على التفاعلات الذرية التقليدية التي تستخدم في المفاعلات الحديثة.

3. للحفاظ على رد الفعل من الاضمحلال النووي، والرصد المستمر لتدفق النيوترونات أمر ضروري، وإلا فإن سلسلة من ردود الفعل لا يمكن السيطرة عليها، خطرا على البشرية، يمكن أن يتبع. للحصول على الطاقة الحرارية الحرارية، بدلا من تدفق النيوترونات، يتم استخدام درجة حرارة عالية، لذلك تختفي هذه المخاطر.

4. الوقود للتفاعلات النووية الحرارية غير ضارة، على عكس المنتجات تسوس الوقود النووي .

منذ وقت ليس ببعيد، كان العلماء الأمريكيين قادرين على خلق نموذج عمل رد فعل نووي حراري، حيث انتاج الطاقة هو مائة مرة أكبر من تكاليف الطاقة. هذا هو مطالبة جيدة لمزيد من النجاح "ترويض" من الطاقة الحرارية الحرارية.