Привет 👋 Сегодня я расскажу вам о том, что такое термоядерная реакция, как она происходит и почему это вообще важно знать?☢️
Что это такое?
Все в нашем мире состоит из атомов, каждый из которых содержит внутри себя ядро. Эти ядра могут распадаться, расщепляться, сливаться друг с другом – все это называется ядерными реакциями. Результатом таких реакций может быть образование новых элементов, выброс элементарных частиц и выделение энергии. Термоядерная реакция также является разновидностью ядерной реакции. При этом несколько ядер сливаются в одно большое ядро. На выходе получается новый элемент, а также огромное количество энергии (вспомним Эйнштейна и e=mc²).
Как она происходит?
Ядро удерживается в виде ядерной силы, которая действует между протонами и нейтронами. Чем меньше протонов и нейтронов, тем слабее ядерное взаимодействие. Это значит, что нам нужны легкие ядра, внутри них мало протонов и нейтронов. Ядерной силе противодействует сила Кулона, которая действует на протоны и стремится разрушить ядро. Да, в идеале это означает добавление еще нескольких протонов внутрь ядра. Отлично – нестабильные ядра, склонные к слиянию друг с другом, ясные. Но вы не можете просто слепить их в большое ядро. 🤔Атомы имеют одинаковый заряд, и между ними действует сила электростатического отталкивания. Эту ситуацию можно сравнить с попыткой соединить два магнита вместе. Но мы можем преодолеть этот барьер — нам нужно добавить невероятно высокую температуру (более 15 миллионов градусов Цельсия) и огромное давление. Температура придаст ядрам дополнительную энергию, и они смогут преодолеть все препятствия на своем пути и слиться воедино. Но масса нового ядра будет меньше ядер, из которых оно произошло. Как?
Обратите внимание: "Такого не могло произойти": реакция американцев на российские разработки.
Все дело в том, что потерянная масса высвободилась в виде энергии, которая нас больше всего интересует во всем этом процессе.
Почему мне важно это знать?
Во-первых, это термоядерные реакции, которые происходят на Солнце, где атомы водорода объединяются, образуя гелий, который генерирует кучу энергии, которая достигает Земли в виде фотонов и превращается в тепло, которое мы чувствуем. При термоядерной реакции выделяется в несколько раз больше энергии, чем при классической ядерной реакции. Военные первыми ощутили красоту этого процесса, взорвав термоядерную бомбу 💥, разрушительная сила которой основана на том же синтезе, который происходит на Солнце.
Взрыв термоядерной бомбы во время эксперимента Джорджа
Будущее термоядерной реакции
Термоядерная реакция производит больше энергии, чем «классическая» реакция деления урана, лежащая в основе ядерной энергетики. Другое преимущество в том, что для этого необходимы тритий и дейтерий — изотопы водорода, а, как мы знаем, водорода на Земле предостаточно. Радиоактивные отходы термоядерной реакции имеют более короткий период опасности по сравнению с отходами классической реакции ядерного деления. Звучит круто 👍Тогда почему бы нам не использовать этот вид производства энергии повсеместно? На Солнце термоядерные реакции происходят из-за сочетания колоссальной температуры и давления. Достичь такого давления в реакторе невозможно и оно компенсируется огромной температурой в сотни миллионов градусов. Под воздействием такой температуры вещество переходит в состояние плазмы, которую необходимо удерживать внутри магнитного поля, поскольку оно будет сжигать все, с чем соприкасается. И такие отношения можно воссоздать! Но сам реактор стоит около 25 миллиардов долларов и гораздо больше денег на содержание магнитов, вакуумных камер и так далее 💸
Слева — один из магнитов, необходимых для питания термоядерного реактора. Вес – 400 тонн, диаметр – 18 метров. И нам нужно 25 из них!
Он оказался намного дороже существующих ядерных реакторов. Так подумали люди, посмотрели на небо.. и придумали, как получить энергию термоядерной реакции, не тратя огромных денег на строительство реакторов. В небе они увидели готовый термоядерный реактор, он же солнце🌞 О таком понятии, как солнечная энергия, поговорим в следующий раз!
Сегодня вы узнали о термоядерной реакции, которая:
- дает много энергии
-заставляет звезды сиять
- дает нам тепло от солнца
- очень дорого в реализации
- в ближайшем будущем не сможет заменить обычную ядерную энергетику
После этого ты сможешь стать умнее перед друзьями 🤓
Еще больше интересного на моем канале. Буду рад вашей подписке!
[мин]ФизикаНаучная поп-музыкаОбразовательноеИнтересноеНаукаУченыеGifДлинный пост 5Больше интересных статей здесь: Новости науки и техники.
Источник статьи: Термоядерная реакция простыми словами.