* Данный текст распознан в автоматическом режиме, поэтому может содержать ошибки

Т ТЕРМОЯ´ДЕРНЫЕ РЕА´КЦИИ, реакции слияния (синтеза) лёгких ядер, протекающие при высоких температурах. Эти реакции обычно идут с выделением энергии, поскольку при слиянии лёгких ядер масса покоя уменьшается и, следовательно, выделяется значительная энергия (см. рис. к ст. Ядерная энергия). Избыточная суммарная энергия связи нуклонов при этом освобождается в виде кинетической энергии продуктов реакции. Название «термоядерные реакции» отражает тот факт, что эти реакции идут при высоких температурах (≥ 107–108 К). Для слияния положительно заряженные лёгкие ядра должны преодолеть кулоновское отталкивание и сблизиться до расстояний, равных радиусу действия ядерных сил притяжения, т. е. до расстояний ≈ 10 –15 м. Сделать это могут лишь ядра, летящие навстречу друг другу с большими скоростями, т. е. входящие в состав сильно нагретых сред либо специально ускоренные. Наиболее простая термоядерная реакция синтеза ядра дейтерия (2Н) из двух протонов: р + р → 2Н + позитрон + нейтрино сопровождается выделением энергии 0,42 МэВ. Однако её вероятность очень мала. Самоподдерживающиеся термоядерные реакции — эффективный источник энергии, однако осуществить их на Земле сложно, т. к. для этого необходимы высокие концентрации ядер и высокие температуры. Такие условия имеются в звёздах. Так, внутри Солнца ядра водорода при плотности ≈ 100 г/см3 и температуре 107 К превращаются в ядро гелия-4 (4Не): 4р → 4Не + 26,7 МэВ. При каждом таком превращении выделяется энергия 26,7 МэВ. Дейтерий Нейтрон Термоядерный взрыв двух тяжёлых изотопов водорода (дейтерия и трития) в ядро гелия с испусканием нейтрона: 2Н + 3Н → 4Не + n. При этом освобождается энергия 17,6 МэВ. Но эта реакция неуправляема. Во многих лабораториях и институтах Земли ведутся исследования по созданию условий для осуществления управляемого термоядерного синтеза с целью получения энергии в промышленных масштабах. ТЕРМОЯ´ДЕРНЫЙ РЕА´КТОР, установка для получения энергии за счёт самоподдерживающегося управляемого термоядерного синтеза (УТС). В земных условиях наиболее подходящими для такой установки являются реакции синтеза, осуществляемые изотопами водорода, дейтерием 2Н и тритием 3Н: 2Н 2Н 2Н + 2Н → 3Н + 1Н (4,03 МэВ), + 2Н → 3Не + нейтрон (3,27 МэВ), + 3Н → 4Не + нейтрон (17,9 МэВ) 100 миллионов °С Тритий Гелий-4 Реакция слияния изотопов водорода На Земле самоподдерживающиеся термоядерные реакции с выделением огромной энергии осуществлялись в течение очень короткого времени (10 –7–10 –6 с) при взрывах водородных бомб. Одной из основных термоядерных реакций при таких взрывах является реакция слияния (в скобках приведена освобождающаяся энергия). Выход энергии на единицу массы ядерного вещества в реакциях может быть в несколько раз больше, чем в реакциях деления. Более того, дейтерий, с которого начинается цепочка реакций синтеза, является практически неисчерпаемым источником дешёвого термоядерного горючего (1 г дейтерия содержится в 60 л воды). Однако реализовать УТС в земных условиях очень сложно и до сих пор не удалось. Для осуществления УТС надо создать установку, в которой ядерное топливо (высокотемпературная плазма, Т ~ 108 К) достаточно долго удерживалось бы в состоянии с высокой плотностью, чтобы могла 549