Термоядерные реакции и возможные пути осуществления управляемой реакции синтеза в земных условиях

Термоядерным синезом называютсяядерные реакции слияния легчайших ядер при очень высоких температурах среды. Высокие температуры необходимы для сообщения ядрам, участвующих в реакции, кинетической энергии для преодоления кулоновского барьера и сближения ядер до расстояний, когда начинается ядерное взаимодействие. процесс слияния ядер, имеющих малую энергию связи, в более тяжелые и сильно связанные ядра, носит названия реакций синтеза. (на солнце)

Вероятная схема реакций синтеза в водородной бомбе n + ⁶Li → ⁴He +³H + 4,79 МэВ

которая служит для получения трития

Реакции УТС должны протекать в установках ограниченного объема, при нагреве смеси реагирующих ядер до температур ~ 10⁸ ÷ 10⁹ К

Превышение выделения энергии в результате термоядерной реакции над затратами энергии для нагревания плазмы до термоядерных температур определяется т.н. критерием Лоусона:

n t >10¹⁴ (для d-t реакции, Т = 10⁹ К) n t >10¹⁶ (для d-d реакции, Т = 10⁸ К), где n [ см ^-3] – концентрация ядер плазмы, t[ c ] – время удержания.

Согласно (4.7.3) обеспечить положительный энергетический выход установки для УТС можно двумя путями: 1) длительное (τ ≥ 0,1 с) удержание нагретой до необходимой температуры плазмы с концентрацией n ≥ 10¹⁵ см ^-3 в заданном объеме; 2) сверхбыстрое (~ 10^-9 с) нагревание малых объемов твердого термоядерного топлива