Page 6 - Оқу құралы ТЕРМОЯДРОЛЫҚ ЭНЕРГЕТИКА. ТОКАМАК

Термоядролық реакция кезінде әр нуклонға ядролық реакцияға қарағанда
әлдеқайда көп энергия бөлінеді, мысалы, гелий ядросының синтезі кезінде сутегі
ядроларынан 6 МэВ-қа тең энергия бөлініп, уран ядросының бір нуклонға бөлінуі
0,9 МэВ құрайды.
Нуклондарының саны бірден жетіге дейінгі жеңіл элементтер туралы
айтатын болсақ, олар біріктірілген кезде синтез реакциясының өнімдерінің жалпы
массасы, әдетте, бастапқы жеңіл ядролардың жалпы массасынан аз болады.
2
= , нәтижесінде алынған өнімдердің кинетикалық энергиясы түрінде
энергияның бөлінуіне әкеледі (1.2-суретте дейтерий мен тритий арасындағы
реакция көрсетілген). Дейтерий мен тритий біріктірілгенде альфа-бөлшегі (гелий-
4 ядросы) мен нейтрон түзіледі. Соңғы өнімдердің жалпы массасы бастапқы
өнімдердің, дейтерий мен тритийдің массасынан аз болып шығады. Бастапқы
бөлшектер мен өнімдердің байланыс энергиясының айырмашылығы альфа
бөлшектері мен нейтрондар қозғалысының кинетикалық энергиясына айналады.
Шындығында, бұл массаның кинетикалық энергияға ауысуда термоядролық
энергияны пайдалану арқылы жүзеге асады [5].

1.2 – сурет. Дейтерий мен тритий арасындағы реакция.

8-ден 90-ға дейінгі элементтерді қамтитын периодтық кестенің ортаңғы
бөлігі үшін бұл әсер маңызды емес. Ол қайтадан ауыр элементтерде, мысалы, уран
немесе плутонийде көріне бастайды, бірақ кері процесс кезінде - ядролық ыдырау,
үлкен ядроның жеңілірек өнімдерге ыдырауы кезінде реакция өнімдерінің массасы
бастапқы ядролардың массасы. Содан кейін қайтадан энергияның генерациясы
жүреді, ол кеңейту реакциясының өнімдерінің кинетикалық энергиясы түрінде
бөлінеді.
Ал егер ядролық ыдырау Жерде орын алса (периодтық жүйедегі қорғасыннан
кейінгі барлық элементтер радиоактивті), термоядролық синтез тек экстремалды
жағдайларда ғана мүмкін болады, мысалы, жұлдыздар. Яғни, бөлінген энергия
мөлшері үлкен ауқымда болуы мүмкін, яғни ол күнде,жұлдыздарда болады. Жер
бетіндегі күн сәулесі мен жылу осы термоядролық синтез реакцияларының
нәтижесі болып табылады. Термоядролық синтездің энергетикалық мағынасы егер