Ядерный синтез

Так называется слияние ядер легких элементов с образованием ядер более тяжелых элементов. В этом процессе выделяется гигантское количество энергии. На рис. 1.35 схематически изображено слияние двух изотопов водорода с образованием гелия.

Рис. 1.35. Реакция ядерного синтеза: слияние ядер дейтерия и трития: энергия.

Осуществление реакций ядерного синтеза сопряжено с гораздо большими трудностями, чем проведение химических реакций. Дело в том, что ядра отталкиваются друг от друга из-за наличия у них положительных зарядов. Это препятствует тесному контакту между ними, необходимому для осуществления ядерного синтеза. Однако если ядра сталкиваются друг с другом с достаточно большой скоростью, то им удается преодолеть барьер, обусловленный отталкиванием электрических зарядов. Этого можно достичь, разогревая смесь легких изотопов до температур порядка 100 млн. °С.

Когда газ разогрет до очень высокой температуры, электроны приобретают достаточную энергию, чтобы оторваться от ядер. В результате газ становится ионизированным. Такой ионизированный газ называется плазма. Его свойства существенно отличаются от свойств обычных газов при невысоких температурах. Звезды и Солнце состоят из плазмы. И вообще плазма представляет собой наиболее распространенную форму материи во Вселенной.