СЪЩНОСТ НА ТЕРМОЯДРЕНИТЕ РЕАКЦИИ

Ядрените реакции на синтез са реакции на сливане на леки химични елементи в по-тежки. За протичането им е необходима много висока температура – от порядъка на 10-20 милиона градуса и огромна плътност на веществото, каквато има само в недрата на звездите. Затова те се наричат термоядрени реакции на синтез.

Ядрото на всеки химичен елемент се състои от определен брой протони и неутрони, наречени общо нуклони :

Водородът – 1 протон + 1 неутрон = общо 2 нуклона;
Хелият -2 протона + 2 неутрона = 4 нуклона и т. н.

Броят на протоните дава поредния номер на химичния елемент в таблицата на Менделеев.

Частичките в атомното ядро – протоните и неутроните или нуклоните – са свързани с мощни ядрени сили. Те са 35 пъти по големи от електромагнитните, кулонови сили, действащи и между отрицателно заредени електрони от електронната обвивка и положително зареденото ядро на атома; те са и 10*38 пъти си големи от гравитационните сили, действащи в атома, но имат сфера на действие от порядъка на атомното ядро – 10*(-15)см.

 За да могат две ядра на водорода да се слеят и да образуват хелиево ядро, те трябва да преодолеят електромагнитните сили на отблъскване между двете (+) заредени ядра и да се доближат на разстояние, сравнимо с размерите на атомното ядро. Необходима им е голяма кинетична енергия – 1400 килоелектронвалта ( keV ), за да преодолеят т. нар потенциална бариера на протона.

Дори в звездните недра при 10 милиона градуса температура, кинетичната енергия на протоните е само 1-2 keV !

Идеята изглеждала нереална, но оставала единствената, чрез която все още се надявали да обяснят механизма на получаване на енергия на звездите.

През 1929 г. американците Аткинс и Хоутермананс обяснили как един протон

С енергия само 20 keV , такъв се пада на всеки 100 протона, може да преодолее потенциалната бариера на друг протон и да започне термоядрено сливане. Светът на елементарните частици е вероятностен свят – във всеки момент всяка частица притежва целият набор от възможни състояния или енергии, а потенциалната яма на частицата не е нещо, което не може да се “прескочи” и с по-малко енергия.