§ 67 Термоядерная реакция
Термоядерной реакцией называют процесс объединения лёгких атомных ядер (например, водорода или гелия) при температурах порядка десятков миллионов градусов. При таких условиях ядра приобретают очень большую кинетическую энергию, достаточную для того, чтобы преодолеть электрическое отталкивание между ними и сблизиться настолько, чтобы начали действовать ядерные силы притяжения. В результате происходит выделение огромного количества энергии.
Пример реакции:
²H + ³H → ⁴He + ¹n
Это реакция слияния дейтерия и трития, при которой образуются ядро гелия и нейтрон.
Впервые подобная реакция была реализована в термоядерной бомбе, где она протекает неконтролируемо.
Одна из важнейших задач современной физики — добиться управляемого термоядерного синтеза. Для этого требуется удерживать высокотемпературную плазму с помощью мощных магнитных полей, не позволяя ей соприкасаться со стенками установки.
Термоядерные процессы являются источником энергии Солнца и других звёзд. В недрах Солнца энергия выделяется в ходе водородного цикла, описанного Хансом Бете в 1939 году. В этом цикле ядра водорода постепенно превращаются в ядра гелия.
Каждую секунду масса Солнца уменьшается на миллионы тонн, так как часть вещества превращается в энергию. Несмотря на это, запасы водорода настолько велики, что Солнце сможет излучать ещё примерно 5–6 миллиардов лет.