Коротко про ядерний синтез
Відомо, що для злиття ядер і проходження ядерного синтезу беруть участь в реакції ядер необхідно подолати кулонівських сили відразливі ядра або іони оскільки вони мають заряд одного знака і зблизитися на відстань коли починають діяти ядерні сили. Реакція ядерного синтезу з виділенням енергії (екзотермічні) можливі для ядер з масовим числом до 25. Але чим більше заряд ядра, тим більше енергії треба затратити на зближення ядер.
Нижче наведені відомі реакції ядерного синтезу.
D + T -> 4 He + n + E
D + D -> T + p + E
D + D -> 3 He + n + E
T + T -> 4 He + 2 n + E
3 He + D -> 4 He + p + E
3 He + 3 He -> 4 He + 2 p + E
3 He + T -> 4 He + p + n + E
3 He + 6 Li -> 2 4 He + p + E
6 Li + D -> 2 4 He + E
7 Li + p -> 2 4 He + g + E
6 Li + p -> 4 He + 3 He + E
6 Li + n -> T + 4 He
Всі вони мають три характеризують їх ознаки:
E - виділяється енергія,
p, n, g - протони, нейтрони і гамма кванти виділяються при ядерному синтезі,
T, He - продукти ядерного синтезу.
При фізичних дослідженнях (коли число подій синтезу невелике) останні дві ознаки найбільш легко реєструються свідоцтва ядерного синтезу. Причому малий вихід продуктів ядерного синтезу легко компенсується при великій тривалості існування реакції ядерного синтезу, навіть при його малої інтенсивності.
В реакції ядерного синтезу (синтез з виділенням енергії - екзотермічний) здатні брати участь ядра з A аж до 25.
Присутність в області ядерного синтезу ядер з великими А гасить реакцію ядерного синтезу.
Шляхи подолання кулонівських сил.
Існує кілька способів подолання кулонівських сил.
1. В практичних дослідженнях, зараз, переважає схема коли для подолання кулонівського бар'єру використовується додання які беруть участь в ядерному синтезі ядер енергії дозволяє при їх зіткненні подолати кулонівський бар'єр. Це широко освітлювані установки використовують гарячу плазму з різними способами її створення і утримання вихідних компонентів в області де відбувається ядерний синтез.
Недоліки - технічно складна і енерго витратна технологія з прогресуючими в процесі наростання потужності проблемами стійкості області ЯС. У цьому напрямку активно ведуться роботи.
2. Створення в середовищі з компонентами синтезу надлишкового тиску достатнього для зближення ядер і подолання кулонівських сил.
Недоліки - при існуючому рівні технологій складно створити і підтримувати необхідне надвисокий тиск. Середні енергетичні витрати, хоча і менше ніж в першому випадку. Роботи в даному напрямку не проводяться. (Існують методи створення високого тиску в динамічному режимі: при кавітаційних явищах, вибухові)
3. Комплексний вплив на середу з компонентами які беруть участь в синтезі, з метою подолання кулонівського бар'єру, з використанням впливу одночасно - тиску, електричних полів і їх градієнтів на молекулярному і атомарному рівні, тунельний ефект.
Недоліки - залежність від одночасної взаємодії безлічі факторів і тому складність прогнозування результату і забезпечення повторюваності результатів. Роботи ведуться неорганізовано, окремими ентузіастами - фахівцями у вузьких областях. Вимагає великих витрат на вивчення всіх факторів впливу, закономірностей в різних областях знання і залучення фахівців в цих областях.
Переваги низькі енерговитрати на підпал реакції ядерного синтезу.
На мій погляд найбільш перспективне і дешеве напрямок.
Зараз реакції останнього типу називають «Холодний ядерний синтез».
Невеликий відступ.
Не зовсім зрозуміло почему не звертається увага на багатоступінчасті реакції, наприклад можливі дві двох східчастих реакції ядерного синтезу, коли в якості першого ступеня працює реакція
D + D -> T + p + E,
а другий ступінь двох типів