Термоядрен синтез | процес на създаване на едно тежко ядро от две по-леки ядра
Ядреният синтез е процес на създаване на едно тежко ядро (част от атома) от две по-леки ядра. Този процес се нарича ядрена реакция. При него се освобождава голямо количество енергия.
Ядрото, получено при синтеза, е по-тежко от всяко от изходните ядра. То обаче не е толкова тежко, колкото комбинацията от първоначалните маси на изходните ядра (атоми). Тази загубена маса се превръща в много енергия. Това е показано в известното уравнение E=mc на Айнщайн . 2
Термоядреният синтез се извършва в средата на звезди като Слънцето. Водородните атоми се сливат, за да се получи хелий. При това се освобождава много енергия. Тази енергия захранва топлината и светлината на звездата. Не всички елементи могат да се съединяват. По-тежките елементи се съединяват по-трудно от по-леките. Желязото (метал) не може да се съединява с други атоми. Това е причината звездите да умират. Звездите съединяват всички свои атоми, за да създадат по-тежки атоми от различни видове, докато не започнат да произвеждат желязо. Ядрото на желязото не може да се слива с други ядра. Реакциите спират. Звездата в крайна сметка се охлажда и умира.
На Земята е много трудно да се започнат реакции на ядрен синтез, при които се освобождава повече енергия, отколкото е необходима за стартиране на реакцията. Причината за това е, че реакциите на термоядрен синтез протичат само при висока температура и налягане, като например в Слънцето, тъй като и двете ядра имат положителен заряд, а положителният отблъсква положителния. Единственият начин да се спре отблъскването е ядрата да се ударят едно в друго с много висока скорост. Това става само при високо налягане и температура. Единственият успешен подход досега е бил в ядрените оръжия. При водородната бомба се използва атомна бомба (делене), за да започне реакция на синтез. От десетилетия учените и инженерите се опитват да намерят безопасен и работещ начин за контролиране и ограничаване на реакциите на термоядрен синтез с цел производство на електроенергия. Все още има много предизвикателства, които трябва да бъдат преодолени, преди термоядрената енергия да може да се използва като чист източник на енергия.
Слънцето генерира енергията си чрез ядрен синтез на водородни ядра в хелий. В ядрото си Слънцето слива 620 милиона метрични тона водород всяка секунда.
Свързани страници
- Звездна нуклеосинтеза
| Основни понятия | Студен синтез - Контейнерна сграда - Охлаждаща кула - Международна агенция за атомна енергия - Ядрени бедствия - Ядрена енергия - Политика в областта на ядрената енергия - Ядрена техника - Ядрена експлозия - Ядрена авария - Ядрено делене - Ядрено гориво - Ядрен синтез - Ядрено разтопяване - Ядрена физика - Ядрена реакция - Ядрен реактор - Ядрено оръжие |
| Чернобилска катастрофа - Ядрена катастрофа във Фукушима - Авария в Маяк - Ядрени аварии в Япония - Авария в Три Майл Айлънд - Авария в Токаймура - Пожар в Уиндскейл | |
| АЕЦ "Фукушима Даичи" - Електроцентрала Zwentendorf | |
| Книги и филми | Спорът за бъдещето на ядрената енергетика - In Mortal Hands - Nuclear Nebraska - Nuclear or Not? - Доклад за състоянието на световната ядрена индустрия - Синдромът на Китай - Чернобил (HBO) |
Въпроси и отговори
В: Какво представлява ядреният синтез?
О: Ядреният синтез е процес на създаване на едно тежко ядро (част от атома) от две по-леки ядра. Този процес се нарича ядрена реакция и при него се освобождава голямо количество енергия.
В: Как протича този процес?
О: Ядрото, получено при синтеза, е по-тежко от всяко от изходните ядра, но не е толкова тежко, колкото комбинацията от първоначалните им маси. Тази загубена маса се превръща в много енергия, което може да се види в известното уравнение на Айнщайн E=mc2.
Въпрос: Къде се случва този процес?
О: Термоядреният синтез се случва в средата на звездите, като нашето Слънце, където водородните атоми се сливат, за да се получи хелий, и се освобождава много енергия, която захранва топлината и светлината му.
В: Всички елементи ли могат да се съединяват чрез синтез?
О: Не, по-тежките елементи се съединяват по-трудно от по-леките, а желязото (метал) изобщо не може да се съединява с други атоми. Това е причината за смъртта на звездите, когато те съединяват всичките си атоми, за да направят по-тежки атоми, докато не започнат да произвеждат желязо, което вече не може да се слива.
Въпрос: Лесно ли е да се започнат реакции на ядрен синтез на Земята?
О: Не, много е трудно, защото тези реакции протичат само при висока температура и налягане, както е в Слънцето, поради това, че двете ядра имат положителни заряди, които се отблъскват взаимно, така че трябва да се ударят с много висока скорост, за да се слеят успешно.
Въпрос: Успял ли е някой да контролира или ограничи тези реакции за производство на електроенергия?
О: Все още не - учените и инженерите се опитват от десетилетия, но все още има много предизвикателства, преди термоядрената енергия да бъде използвана като чист източник на енергия.
Въпрос: Какво е било успешно досега по отношение на ядрения синтез?
О: Единственият успешен подход досега е в ядрените оръжия, където водородната бомба използва атомна бомба (делене) за стартиране на реакцията.
