Ջերմամիջուկային կառավարվող սինթեզ

Դետերում-տրիտիումի գխագիրը

Ջերմամիջուկային կառավարվող սինթեզ ատոմային թեթև միջուկների միացման կառավարվող պրոցես, որն ընթանում է բարձր ջերմաստիճաններում և ուղեկցվում էներգիայի անջատումով։

Միջավայրի պայմաններ

Ջերմամիջուկային կառավարվող սինթեզի իրականացման համար առավել նպատակահարմար են ջրածնի ծանր իզոտոպների՝ դեյտերիումի (2Н) և տրիտիումի (3Н) միջև բավական մեծ արագությամբ ընթացող ռեակցիաները․

  • 2H + 2H→3He+ n + 3,28 Մէվ,
  • 2Н+2Н → 3Н + p + 4,03 Մէվ,
  • 2H+3H → 4He+ n+ 17,6 Մէվ,

որոնցից առանձնապես կարեոր է վերջինը, քանի որ ընթանում է համեմատաբար ցածր ջերմաստիճաններում և ուղեկցվում զգալի էներգաանջատումով։ Տրիտիումը ռադիոակտիվ է (կիսատրոհման պարբերությունը 12,5 տարի է) և բնության մեջ չի հանդիպում։ Հետևաբար, ենթադրվող ջերմամիջուկային ռեակտորի աշխատանքի ապահովման համար պետք է նախատեսվի տրիտիումի վերարտադրության հնարավորություն, եթե այդ ռեակտորում որպես միջուկային վառելիք օգտագործվելու է տրիտիում։ Այդ նպատակով դիտարկվող համակարգի աշխատանքային գոտին կարող է շրջապատվել լիթիումի թեթե իզոտոպի շերտով, որում կընթանա վերարտադրության հետնյալ պրոցեսը․

  • 6Li+n →3H+4He։

Հավանականություն

Sun in X-Ray.png

Ջերմամիջուկային ռեակցիաների հավանականությունը (էֆեկտիվ չայնական կտրվածքը), որն արագ աճում է ջերմաստիճանի հետ, նույնիսկ օպտիմալ պայմաններում անհամեմատ փոքր է լինում ատոմային բախումների էֆեկտիվ կտրվածքից։ Այդ պատճառով սինթեզի ռեակցիաները պետք է կատարվեն բարձր ջերմաստիճանի լրիվ իոնացած պլազմայում, որտեղ ատոմների իոնացման ու գրգռման պրոցեսները բացակայում են, և դեյտոն-դեյտոնային կամ դեյտոն-տրիտոնային (դեյտոնը դեյտերիումի միջուկն է, տրիտոնը՝ տրիտիումի) բախումները վաղ թե ուշ ավարտվում են միջուկային սինթեզով։

Որպեսզի T ջերմաստիճանի պլազմայում Ջերմամիջուկային կառավարվող սինթեզը ունենա ոչ թե պատահական բնույթ, այլ ընթանա կարգավորված կերպով, այսինքն՝ որպեսզի անջատվող օգտակար էներգիան ավելի մեծ լինի, քան ծախսվողը, անհրաժեշտ է, որ պլազմայում միջուկների խտությունը (ո) մեծ լինի և որ պլազման այդ խիտ ու տաք վիճակում մնա բավական երկար ժամանակ (у)։

Ջերմամիջուկային կառավարվող սինթեզի իրականացման համար անհրաժեշտ այս պայմանն արտահայտվում է, այսպես կոչված, է Ռուսոնի չափանիշով․ n․t>f(T), որտեղ f (Т)-է ռեակտորի օգտակար գործողության գործակիցի տրված արժեքի և վառելիքի ընտրված տեսակի դեպքում ջերմաստիճանի խիստ որոշակի ֆունկցիա է։ Այսպիսով, ջերմամիջուկային ռեակտորի կառուցման համար նախ պեւոք է ստանալ հարյուրավոր միլիոնների հասնող ջերմաստիճան ունեցող պլազմա ե, երկրորդ, կարողանալ պլազմային կոնֆիգուրացիաները պահպանել այնքան ժամանակ, որը բավարար լինի միջուկային ռեակցիաների ընթացքի համար։ Ջերմամիջուկային կառավարվող սինթեզի հետազոտությունները տարվում են երկու ուղղությամբ մի կողմից՝ քվազիստացիոնար համակարգերի մշակում, մյուս կողմից՝ խիստ արագագործ սարքերի ստեղծում։

Other Languages