Реактор за термонуклеарни реакции накратко. Нуклеарни реакции

За време на часот, секој ќе може да добие идеја за темата „Термонуклеарна реакција“. Ќе дознаете што е термонуклеарна реакција, или реакција на фузија. Ќе дознаете кои елементи и под кои услови можат да влезат во овој тип на реакција и ќе се запознаете со развојот на настаните во користењето на термонуклеарните реакции за мирољубиви цели.

Термонуклеарни реакции(или едноставно термонуклеарно) е реакција на фузија на лесни јадра во едно целосно ново јадро, како резултат на што се ослободува голема количина на енергија. Излегува дека многу енергија се ослободува не само како резултат на фисија на тешки јадра, туку уште повеќе енергија се ослободува кога лесните јадра се спојуваат и се комбинираат. Овој процес се нарекува синтеза. А самите реакции се термонуклеарна фузија, термонуклеарни реакции.

Кои елементи се вклучени во овие реакции? Ова се првенствено изотопи на водород и изотопи на хелиум. На пример, може да се даде следнава реакција:

Два изотопа на водород (деутериум и тритиум), кога се комбинираат заедно, формираат јадро на хелиум, а исто така се формира неутрон. Кога ќе се случи оваа реакција, се ослободува огромна енергија E = 17,6 MeV.

Не заборавајте дека ова е само една реакција. И уште една реакција. Две јадра на деутериум се спојуваат за да формираат јадро на хелиум:

Во овој случај, исто така, се ослободува голема количина.

Ви го обрнувам вниманието: за да се појават вакви реакции потребни се одредени услови. Пред сè, неопходно е да се доближат јадрата на овие изотопи. Јадрата имаат позитивен полнеж во овој случај. Ова значи дека треба да ги надминеме овие сили на Кулон за да го приближиме едното јадро до другото. Ова е можно само ако самите јадра имаат висока кинетичка енергија, кога брзината на овие јадра е доста висока. За да се постигне ова, неопходно е да се создадат услови каде јадрата на изотоп ќе ја имаат оваа брзина, а тоа е можно само при многу високи температури. Само на овој начин ќе можеме да ги забрзаме изотопите до брзини што ќе им овозможат да се приближат еден до друг на растојание од приближно 10 -14 m.

Ориз. 1. Растојанието со кое треба да се соберат јадрата за да се случи термонуклеарна реакција

Ова растојание е точно растојанието од кое почнуваат да дејствуваат нуклеарните сили. Потребната температура е околу т° = 10 7 - 10 8° В. Оваа температура може да се постигне кога ќе се изврши нуклеарна експлозија. Така, за да произведеме термонуклеарна реакција, прво мора да произведеме реакција на фисија на тешки јадра. Во овој случај ќе постигнеме висока температура и само тогаш оваа температура ќе овозможи приближување на јадрата на изотопи до растојание каде што ќе можат да се соединат. Како што разбирате, ова е токму принципот на таканаречената хидрогенска бомба.

Ориз. 2. Експлозија на хидрогенска бомба

Ние како мирољубиви првенствено сме заинтересирани за користење на термонуклеарни реакции за мирољубиви цели за создавање на исти електрани, но од нов тип.

Во моментов е во тек истражување за тоа како да се создаде контролирана термонуклеарна фузија. За ова се користат различни методи, еден од нив е употребата на ласери за добивање на високи енергии и температури. Со помош на ласери тие се забрзуваат до големи брзини, а во овој случај може да дојде до термонуклеарна реакција.

Како резултат на термонуклеарна реакција се ослободува огромно количество топлина, местото во реакторот во кое ќе бидат сместени изотопите кои се во интеракција меѓу себе мора да биде добро изолирано за да не комуницира супстанцијата која ќе биде на висока температура. со околината, со ѕидовите на објектот каде што се наоѓа. За таква изолација се користи магнетно поле. На висока температура, јадрото, електроните, кои се заедно, претставуваат нов вид материја - плазма. Плазмата е делумно или целосно јонизиран гас, а штом гасот се јонизира, тој е осетлив на магнетно поле. Плазмата е електрично спроводлива со помош на магнетни полиња, може да и се даде одредена форма и да се одржи во одреден волумен. Сепак, техничкото решение за контрола на термонуклеарната реакција останува нерешено.

Ориз. 3. ТОКАМАК - тороидална инсталација за магнетна плазма затворање

Како заклучок, би сакал да забележам и: термонуклеарните реакции играат важна улога во еволуцијата на нашиот универзум. Пред сè, го забележуваме тоа термонуклеарни реакциитече во Сонцето. Можеме да кажеме дека енергијата на термонуклеарните реакции е енергијата што го обликуваше сегашниот изглед на нашиот универзум.

Список на дополнителна литература

1. Бронштајн М.П. Атоми и електрони. „Библиотека „Квант““. Vol. 1. М.: Наука, 1980 година

2. Кикоин И.К., Кикоин А.К. Физика: Учебник за 9 одделение гимназија. М.: Просветителство

3. Китајгородски А.И. Физика за секого. Книга 4. Фотони и јадра. М.: Наука

4. Мјакишев Г.Ја., Сињаков А.З. Физика. Оптика. Квантна физика. 11 одделение: учебник за продлабочено изучување на физиката. М.: Бустард

Задача за лекција.

1. Како резултат на термонуклеарната реакција на комбинирање на два протони, се формираат деутрон и неутрино. Која друга честичка се појавува?

2. Најдете ја фреквенцијата γ - зрачење создадено за време на термонуклеарна реакција:

Ако α -честичката добива енергија од 19,7 MeV

Атомот е градежен блок на Универзумот. Има само околу сто различни видови атоми. Повеќето елементи се стабилни (на пример, кислородот и азот во атмосферата; јаглеродот, кислородот и водородот се главните компоненти на нашето тело и сите други живи организми). Другите елементи, главно многу тешки, се нестабилни, што значи дека спонтано се распаѓаат во други елементи. Оваа трансформација се нарекува нуклеарна реакција.

Нуклеарните реакции се трансформации на атомски јадра при интеракција со елементарни честички, g-кванти или едни со други.

Нуклеарните реакции се поделени на два вида: нуклеарна фисија и термонуклеарна фузија.

Реакција на нуклеарна фисија е процес на разделување на атомското јадро на две (поретко три) јадра со слични маси, наречени фрагменти на фисија. Како резултат на фисија, може да се појават и други производи на реакција: светлосни јадра (главно алфа честички), неутрони и гама зраци. Поделбата може да биде спонтана (спонтана) и присилна.

Спонтано (спонтано) е нуклеарна фисија, при која некои прилично тешки јадра се распаѓаат на два фрагменти со приближно еднакви маси.

За прв пат беше откриена спонтана фисија за природен ураниум. Како и секој друг вид на радиоактивно распаѓање, спонтаната фисија се карактеризира со полуживот (период на фисија). Полуживотот за спонтана фисија варира за различни јадра во многу широки граници (од 1018 години за 93Np237 до неколку десетини од секундата за трансураниумските елементи).

Присилната фисија на јадрата може да биде предизвикана од било која честичка: фотони, неутрони, протони, деутрони, б-честички итн., доколку енергијата што тие придонесуваат за јадрото е доволна за надминување на бариерата за фисија. За нуклеарната енергија, фисијата предизвикана од неутроните е од поголема важност. Реакцијата на фисија на тешките јадра беше изведена за прв пат на ураниум U235. За да се распадне јадрото на ураниум на два фрагменти, му се дава енергија на активирање. Јадрото на ураниумот ја добива оваа енергија со фаќање на неутрон. Јадрото доаѓа во возбудена состојба, се деформира, се појавува „мост“ помеѓу деловите на јадрото и под влијание на Куломовите одбивни сили јадрото се дели на два фрагменти со нееднаква маса. Двата фрагменти се радиоактивни и испуштаат 2 или 3 секундарни неутрони.

Ориз. 4

Секундарните неутрони се апсорбираат од соседните јадра на ураниум, што предизвикува нивна фисија. Под соодветни услови, може да дојде до саморазвивачки процес на масовна нуклеарна фисија, наречен нуклеарна верижна реакција. Оваа реакција е придружена со ослободување на колосална енергија. На пример, со целосно согорување на 1 g ураниум се ослободува 8,28·1010 J енергија. Нуклеарната реакција се карактеризира со термички ефект, што е разлика помеѓу останатите маси на јадрата што влегуваат во нуклеарната реакција и оние што се формираат како резултат на реакцијата, т.е. Енергетскиот ефект на нуклеарната реакција се одредува главно од разликата во масите на завршните и почетните јадра. Врз основа на еквивалентноста на енергијата и масата, можно е да се пресмета енергијата ослободена или потрошена за време на нуклеарна реакција ако точно ја знаеме масата на сите јадра и честички кои учествуваат во реакцијата. Според законот на Ајнштајн:

?E=?mс2
?E = (mA + mx - mB - my)c2

каде што mA и mx се масите на целното јадро и јадрото кое бомбардира (честичка), соодветно;

mB и my се масите на јадрата настанати како резултат на реакцијата.

Колку повеќе енергија се ослободува за време на формирањето на јадрото, толку е посилно. Нуклеарната врзувачка енергија е количината на енергија потребна за да се разложи јадрото на атомот на неговите составни делови - нуклеони (протони и неутрони).

Пример за неконтролирана верижна реакција на фисија е експлозијата на атомска бомба се изведува контролирана нуклеарна реакција во нуклеарни реактори.

Термонуклеарната фузија е реакција инверзна на атомската фисија, реакција на фузија на лесни атомски јадра во потешки јадра, која се јавува на ултра високи температури и придружена со ослободување на огромни количини на енергија. Спроведувањето на контролирана термонуклеарна фузија ќе му даде на човештвото нов еколошки и практично неисцрпен извор на енергија, кој се заснова на судир на јадра на водородни изотопи, а водородот е најзастапената супстанција во Универзумот.

Процесот на фузија се случува со забележлив интензитет само помеѓу светлосните јадра кои имаат мал позитивен полнеж и само на високи температури, кога кинетичката енергија на јадрата што се судираат е доволна за да се надмине Кулоновата потенцијална бариера. Реакциите помеѓу тешките изотопи на водород (деутериум 2H и тритиум 3H) се случуваат со неспоредливо поголема брзина со формирање на силно врзани јадра на хелиум.

2D + 3T > 4He (3,5 MeV) + 1n (14,1 MeV)

Овие реакции се од најголем интерес за проблемот со контролирана термонуклеарна фузија. Деутериум се наоѓа во морската вода. Неговите резерви се јавно достапни и многу големи: деутериумот сочинува околу 0,016% од вкупниот број атоми на водород што ја сочинуваат водата, додека светските океани покриваат 71% од површината на Земјата. Реакцијата која вклучува тритиум е поатрактивна бидејќи е придружена со големо ослободување на енергија и продолжува со значителна брзина. Тритиумот е радиоактивен (полуживот 12,5 години) и не се јавува во природата. Следствено, за да се обезбеди работа на предложениот термонуклеарен реактор кој користи тритиум како нуклеарно гориво, мора да се обезбеди можност за репродукција на тритиум.

Реакцијата со таканаречениот лунарен изотоп 3He има голем број на предности во споредба со реакцијата на деутериум-тритиум, која е најостварлива во копнени услови.

2D + 3He > 4He (3,7 MeV) + 1p (14,7 MeV)

Предности:

1. 3Тој не е радиоактивен.
2. Десетици пати помал неутронски флукс од реакционата зона, што нагло ја намалува индуцираната радиоактивност и деградација на структурните материјали на реакторот;
3. Добиените протони, за разлика од неутроните, лесно се заробуваат и можат да се користат за дополнително производство на електрична енергија.

Природното изотопско изобилство на 3He во атмосферата е 0,000137%. Поголемиот дел од 3He на Земјата е зачуван од нејзиното формирање. Се раствора во мантија и постепено влегува во атмосферата. На Земјата се ископува во многу мали количини, во износ од неколку десетици грама годишно.

Хелиум-3 е нуспроизвод на реакциите што се случуваат на Сонцето. Како резултат на тоа, на Месечината, која нема атмосфера, има до 10 милиони тони од оваа вредна супстанција (според минимални проценки - 500 илјади тони). За време на термонуклеарната фузија, кога 1 тон хелиум-3 реагира со 0,67 тони деутериум, се ослободува енергија еднаква на согорувањето на 15 милиони тони нафта (сепак, техничката изводливост на оваа реакција во моментот не е проучена). Следствено, лунарниот ресурс на хелиум-3 треба да биде доволен за населението на нашата планета барем во следниот милениум. Главниот проблем останува реалноста на екстракција на хелиум од лунарната почва. Содржината на хелиум-3 во реголит е ~ 1 g на 100 тони Затоа, за да се извлече еден тон од овој изотоп, мора да се преработат најмалку 100 милиони тони почва. Температурата на која може да се случи реакцијата на термонуклеарна фузија достигнува вредност од редот од 108 - 109 К. На оваа температура, супстанцијата е во целосно јонизирана состојба, која се нарекува плазма. Така, изградбата на реактор вклучува: добивање на плазма загреана на температури од стотици милиони степени; одржување на конфигурацијата на плазмата со текот на времето за да се појават нуклеарни реакции.

Термонуклеарната енергија има важни предности во однос на нуклеарните централи: користи апсолутно нерадиоактивен деутериум и изотоп на хелиум-3 и радиоактивен тритиум, но во волумени илјадници пати помали отколку во нуклеарната енергија. И во можни итни ситуации, радиоактивната позадина во близина на термонуклеарната централа нема да ги надмине природните индикатори. Во исто време, по единица тежина на термонуклеарното гориво, се добива приближно 10 милиони пати повеќе енергија отколку при согорување на органско гориво и приближно 100 пати повеќе отколку при фисија на јадра на ураниум. Во природни услови, термонуклеарните реакции се случуваат во длабочините на ѕвездите, особено во внатрешните области на Сонцето, и служат како постојан извор на енергија што го одредува нивното зрачење. Согорувањето на водородот во ѕвездите се случува со мала брзина, но огромната големина и густината на ѕвездите обезбедуваат континуирана емисија на огромни струи на енергија за милијарди години.

Сите хемиски елементи на нашата планета и на Универзумот како целина се формирани како резултат на термонуклеарни реакции што се случуваат во јадрата на ѕвездите. Термонуклеарните реакции во ѕвездите доведуваат до постепена промена во хемискиот состав на ѕвездената материја, што предизвикува реструктуирање на ѕвездата и нејзино напредување по еволутивниот пат. Првата фаза од еволуцијата завршува со трошење на водородот во централните области на ѕвездата. Потоа, по зголемувањето на температурата предизвикано од компресија на централните слоеви на ѕвездата, лишени од извори на енергија, ефективни стануваат термонуклеарни реакции на согорување на хелиум, кои се заменуваат со согорување на C, O, Si и последователни елементи - до Fe. и Ни. Секоја фаза од еволуцијата на ѕвездите одговара на одредени термонуклеарни реакции. Први во синџирот на вакви нуклеарни реакции се водородните термонуклеарни реакции. Тие продолжуваат на два начина во зависност од почетната температура во центарот на ѕвездата. Првата патека е водородниот циклус, втората патека е циклусот CNO.

Водороден циклус:

1H + 1H = 2D + e+ + v +1,44 MeV
2D + 1H = 3He + g +5,49 MeV

I: 3He + 3He = 4He + 21H + 12,86 MeV

или 3He + 4He = 7Be + g + 1,59 MeV

7Be + e- = 7Li + v + 0,862 MeV или 7Be + 1H = 8B + g +0,137 MeV

II: 7Li + 1H = 2 4He + 17,348 MeV 8B = 8Be* + e+ + v + 15,08 MeV

III. 8Be* = 2 4He + 2,99 MeV

Водородниот циклус започнува со судир на два протони (1H, или p) за да се формира јадро на деутериум (2D). Деутериумот реагира со протон за да формира светлосен (лунарен) изотоп на хелиум 3He, испуштајќи гама фотон (g). Месечевиот изотоп 3He може да реагира на два различни начини: две јадра 3He се судираат за да формираат 4He со елиминација на два протони, или 3He се комбинира со 4He и дава 7Be. Вториот, пак, фаќа или електрон (е-) или протон и се јавува уште едно разгранување на синџирот на реакции протон-протон. Како резултат на тоа, водородниот циклус може да заврши на три различни начини I, II и III. За спроведување на гранката I, првите две реакции на V. c. мора да се случи двапати, бидејќи во овој случај две 3He јадра исчезнуваат одеднаш. Во гранката III, особено енергични неутрина се емитуваат за време на распаѓањето на 8B јадрото на борот со формирање на нестабилно јадро на берилиум во возбудена состојба (8Be*), кое речиси веднаш се распаѓа на две 4He јадра. Циклусот CNO е збир од три поврзани или, поточно, делумно преклопувачки циклуси: CN, NO I, NO II. Синтезата на хелиум од водород во реакциите на овој циклус се случува со учество на катализатори, чија улога ја играат малите примеси на изотопи C, N и O во ѕвездената материја.

Главниот пат на реакција на циклусот CN е:

12C + p = 13N + g +1,95 MeV
13N = 13C + e+ + n +1,37 MeV
13C + p = 14N + g + 7,54 MeV (2,7 106 години)
14N + p = 15O + g +7,29 MeV (3,2 108 години)
15O = 15N + e+ + n +2,76 MeV (82 секунди)
15N + p = 12C + 4He +4,96 MeV (1,12 105 години)

Суштината на овој циклус е индиректна синтеза на b честичка од четири протони при нивното последователно заробување од јадрата, почнувајќи од 12C.

Во реакцијата со заробување на протон од јадрото 15N, можен е друг исход - формирање на јадро 16O и се раѓа нов циклус NO I.

Ја има потполно истата структура како циклусот CN:

14N + 1H = 15O + g +7,29 MeV
15O = 15N + e+ + n +2,76 MeV
15N + 1H = 16O + g +12,13 MeV
16O + 1H = 17F + g +0,60 MeV
17F = 17O + e+ + n +2,76 MeV
17O + 1H = 14N + 4He +1,19 MeV

Циклусот NO I ја зголемува брзината на ослободување на енергија во циклусот CN, зголемувајќи го бројот на јадрата на катализаторот во циклусот CN.

Последната реакција од овој циклус, исто така, може да има различен исход, генерирајќи уште еден NO II циклус:

15N + 1H = 16O + g +12,13 MeV
16O + 1H = 17F + g +0,60 MeV
17F = 17O + e+ + n +2,76 MeV
17O + 1H = 18F + g +5,61 MeV
18O + 1H = 15N + 4He +3,98 MeV

Така, циклусите CN, NO I и NO II формираат троен CNO циклус.

Постои уште еден многу бавен четврти циклус, циклусот OF, но неговата улога во производството на енергија е занемарлива. Сепак, овој циклус е многу важен во објаснувањето на потеклото на 19F.

17O + 1H = 18F + g + 5,61 MeV
18F = 18O + e+ + n + 1,656 MeV
18O + 1H = 19F + g + 7,994 MeV
19F + 1H = 16O + 4He + 8,114 MeV
16O + 1H = 17F + g + 0,60 MeV
17F = 17O + e+ + n + 2,76 MeV

За време на експлозивното согорување на водород во површинските слоеви на ѕвездите, на пример, за време на експлозии на супернова, може да се развијат многу високи температури, а природата на циклусот CNO драматично се менува. Се претвора во таканаречениот жежок CNO циклус, во кој реакциите се многу брзи и збунувачки.

Хемиските елементи потешки од 4 He почнуваат да се синтетизираат само по целосно согорување на водород во централниот регион на ѕвездата:

4He + 4He + 4He > 12C + g + 7,367 MeV

Реакции на согорување на јаглерод:

12C + 12C = 20Ne + 4He +4,617 MeV
12C + 12C = 23Na + 1H -2,241 MeV
12C + 12C = 23Mg + 1n +2,599 MeV
23Mg = 23Na + e+ + n + 8,51 MeV
12C + 12C = 24Mg + g +13,933 MeV
12C + 12C = 16O + 24He -0,113 MeV
24Mg + 1H = 25Al + g

Кога температурата ќе достигне 5·109 K во ѕвездите во услови на термодинамичка рамнотежа, се случуваат голем број различни реакции, што резултира со формирање на атомски јадра до Fe и Ni.

Во овој случај, исто така, се ослободува голема количина.

Ориз. 1. Растојанието со кое треба да се соберат јадрата за да се случи термонуклеарна реакција

Ориз. 2. Експлозија на хидрогенска бомба

Ориз. 3. ТОКАМАК - тороидална инсталација за магнетна плазма затворање

Список на дополнителна литература

1. Бронштајн М.П. Атоми и електрони. „Библиотека „Квант““. Vol. 1. М.: Наука, 1980 година

2. Кикоин И.К., Кикоин А.К. Физика: Учебник за 9 одделение гимназија. М.: Просветителство

3. Китајгородски А.И. Физика за секого. Книга 4. Фотони и јадра. М.: Наука

Задача за лекција.

2. Најдете ја фреквенцијата γ - зрачење создадено за време на термонуклеарна реакција:

Ако α -честичката добива енергија од 19,7 MeV

Термонуклеарни реакции
Термонуклеарни реакции

Термонуклеарни реакции− реакции на фузија (синтеза) на светлосни јадра кои се случуваат на високи температури. Овие реакции обично вклучуваат ослободување на енергија, бидејќи во потешкото јадро формирано како резултат на спојувањето, нуклеоните се посилно врзани, т.е. имаат, во просек, поголема енергија на врзување отколку во првобитните јадра кои се спојуваат. Вишокот на вкупната енергија на врзување на нуклеоните се ослободува во форма на кинетичка енергија на реакционите производи. Името „термонуклеарни реакции“ го одразува фактот дека овие реакции се случуваат на високи температури ( > 10 7 –10 8 K), бидејќи за фузија лесните јадра мора да се спојат на растојанија еднакви на радиусот на дејство на нуклеарните привлечни сили, т.е. на растојанија од ≈10 -13 cm А надвор од зоната на дејство на овие сили, позитивно наелектризираните јадра доживуваат Кулонова одбивност. Само јадрата кои летаат едно кон друго со големи брзини можат да ја надминат оваа одбивност, т.е. вклучени во високо загреани средини или специјално забрзани.
Подолу се дадени неколку главни реакции на нуклеарна фузија и вредностите за ослободување на енергија Q се означени за нив.

d + d → 3 He + n + 4,0 MeV,
d + d → t + p + 3,25 MeV,
t + d → 4 He + n + 17,6 MeV,
3 He + d → 4 He + p + 18,3 MeV.

Реакцијата на нуклеарна фузија започнува кога јадрата што се судираат се во областа на нивната меѓусебна нуклеарна привлечност. За да се приближат толку блиску, јадрата што се судираат мора да ја надминат својата меѓусебна електростатска одбивност на долг дострел, т.е. Кулонова бариера. Брзината на реакцијата на фузија е екстремно мала при енергии под неколку keV, но таа брзо се зголемува со зголемување на кинетичката енергија на јадрата што влегуваат во реакцијата. Соодветните пресеци на ефективна реакција во зависност од енергијата на деутронот се прикажани на сл. 1.

Ориз. 1. Зависност на ефективни пресеци за реакцијата на фузија
од енергијата на деутронот.

Самоодржливите термонуклеарни реакции се ефикасен извор на нуклеарна енергија. Сепак, тешко е да се имплементираат на Земјата, бидејќи тоа бара одржување на високи концентрации на јадра на огромни температури. Потребните услови за појава на самоодржливи термонуклеарни реакции се присутни во ѕвездите, каде што тие се главен извор на енергија. Така, внатре во Сонцето, каде што водородните јадра се наоѓаат со густина од ≈100 g/cm 3 и температура од 10 7 K, постои синџир на термонуклеарни реакции кои трансформираат четири протони (јадра на водород) во јадро на хелиум-4 (4 Тој). Секоја таква трансформација ослободува енергија од 26,7 MeV. Овој синџир на реакции (наречен протон-протон) започнува со реакцијата (1) и е прикажан на сликата.

Протон-протонски синџир.

На Земјата, самоодржливи термонуклеарни реакции со ослободување на огромна енергија беа спроведени за многу кратко време (10 -7 -10 -6 секунди) за време на експлозии на водородни бомби. Една од главните термонуклеарни реакции кои обезбедуваат ослободување на енергија за време на таквите експлозии е спојувањето на два тешки изотопи на водород (деутериум и тритиум) во јадро на хелиум со емисија на неутрон.

Термонуклеарната реакција припаѓа на категоријата нуклеарни реакции, но, за разлика од втората, таа вклучува процес на формирање наместо уништување.
До денес, развиени се две варијанти на термонуклеарна фузија - експлозивна термонуклеарна фузија и контролирана термонуклеарна фузија.

Кулоновата бариера или зошто луѓето сè уште не се кренати во воздух

Атомските јадра носат позитивен полнеж. Тоа значи дека кога ќе се приближат, почнува да дејствува одбивна сила, која е обратно пропорционална на квадратот на растојанието помеѓу јадрата. Меѓутоа, на одредено растојание, кое е еднакво на 0,000 000 000 001 cm, почнува да дејствува силна интеракција, што доведува до фузија на атомските јадра.

Како резултат на тоа, се ослободува огромна количина на енергија. Растојанието што го спречува спојувањето на јадрата се нарекува Кулонова бариера или потенцијална бариера. Условот под кој тоа се случува е висока температура, околу 1 милијарда степени Целзиусови. Во овој случај, секоја супстанција се претвора во плазма. Главната супстанција за спроведување на термонуклеарна реакција е тритиум.

Експлозивна термонуклеарна фузија

Овој метод на спроведување на термонуклеарна реакција се појави многу порано од контролираниот и првпат беше користен во хидрогенската бомба. Главната експлозивна супстанција е литиум деутерид.

Бомбата се состои од активирач - полнење на плутониум со засилувач и контејнер со термонуклеарно гориво. Прво, активирањето експлодира, испуштајќи пулс на меки рендгенски зраци. Школката од втората фаза, заедно со пластичниот филер, ги апсорбира овие зрачења, загревајќи се до плазма со висока температура, која е под висок притисок.

Се создава млазен потисок, кој го компресира волуменот на втората фаза, намалувајќи го меѓунуклеарното растојание за илјадници пати. Во овој случај, термонуклеарна реакција не се јавува. Последната фаза е нуклеарната експлозија на плутониумовата прачка, која ја започнува нуклеарната реакција. Литиум деутерид со неутрони формира тритиум.

Контролирана термонуклеарна фузија

Можна е контролирана термонуклеарна фузија бидејќи се користат специјални типови на реактори. Горивото е деутериум, тритиум, хелиум, литиум, бор-11.

Реактори:
1) Реактор базиран на создавање на квази-стационарен систем во кој плазмата е ограничена со магнетно поле.
2) Реактор базиран на импулсен систем. Во овие реактори, малите цели кои содржат деутериум и тритиум накратко се загреваат со проток на честички или ласер со висока моќност.