reakcja termojądrowa
 
Encyklopedia PWN
reakcja termojądrowa, reakcja termonuklearna, fuzja jądrowa, synteza termojądrowa,
fiz. reakcja jądrowa polegająca na łączeniu się (syntezie) lekkich jąder atomowych w jądra cięższe o większej liczbie atomowej.
Ponieważ energia wiązania przypadająca na jeden nukleon wzrasta wraz z liczbą atomową, reakcji termojądrowej towarzyszy wydzielanie energii równej przyrostowi całkowitej energii wiązania, np.
 +  + n + 3,27 MeV,
 +  + n + 17,6 MeV,
gdzie: — deuteron, — tryton, — heliony (jądra helu), n — neutron.
Reakcje termojądrowe zachodzą w wyniku zbliżenia się jąder na odległość odpowiadającą zasięgowi sił jądrowych (ok. 1 fm), co jest możliwe po pokonaniu elektrostatycznej bariery kulombowskiej wzajemnego odpychania jąder; reakcje termojądrowe mogą więc zachodzić albo przy dużej energii zderzających się jąder, co odpowiada temperaturze rzędu 108 K, albo przy zniekształceniu bariery kulombowskiej (np. zwężeniu, występującym pod olbrzymim ciśnieniem panującym w gwiazdach, gdy gęstość materii przekracza 104 g/cm3).
Reakcje termojądrowe w gwiazdach są podstawowym źródłem energii i stanowią mechanizm tworzenia pierwiastków chemicznych (nukleogeneza); np. we wnętrzu Słońca, w temperaturze 107 K przebiega reakcja syntezy protonów w jądro helu (), tzw. spalanie wodoru; w gwiazdach o masie kilkanaście razy większej od masy Słońca w temperaturze powyżej 108 K przebiegają reakcje prowadzące do powstawania jąder , , . W warunkach ziemskich reakcje termojądrowe zrealizowano w próbnych wybuchach termojądrowych; odpowiednią temperaturę otrzymano na przeciąg ok. 10–6 s w wyniku wybuchu zapalnika atomowego. Ilość energii wydzielona przy wybuchu bomby termojądrowej (ok. 1017 J) przewyższa tygodniową produkcję energii elektrycznej na całej kuli ziemskiej. Warunkiem wykorzystania energii reakcji termojądrowych do celów gospodarczych jest umiejętność przeprowadzania kontrolowanych reakcji termojądrowych, czyli reakcji przebiegających z regulowaną szybkością. Problem polega na wytworzeniu i utrzymaniu w ograniczonej objętości dostatecznej ilości plazmy deuteronowej lub deuteronowo-trytowej w temperaturze rzędu 108 K; w przeprowadzonych dotychczas doświadczeniach ilość wydzielanej energii była mniejsza od energii zużytej na wytworzenie i utrzymanie plazmy. Badania nad kontrolowaną reakcją termojądrową prowadzi się w wielu ośrodkach naukowych, głównie w USA, Japonii, Wielkiej Brytanii, Francji, Rosji, a także w Polsce.
Przeglądaj encyklopedię
Przeglądaj tabele i zestawienia
Przeglądaj ilustracje i multimedia