6.4. Термоядерный синтез

Слияние легких ядер – синтез, также как и деление, сопровождается выделением большого количества энергии. Однако для начала процесса слияния требуется очень высокая температура, поэтому такой синтез называется термоядерным синтезом.

Чтобы преодолеть потенциальный барьер, обусловленный кулоновским отталкиванием, соединяемые ядра с зарядовыми числами Z₁ и Z₂ должны обладать энергией

Е=.

Даже для ядер с Z₁=Z₂=1 эта энергия составит

Е==1,3∙10^-6эрг ≈0,7 МэВ.

Т.е. на долю каждого сталкивающегося ядра приходится 0,35 МэВ, что соответствует температуре порядка 2∙10⁹ К. Для других ядер температуры могут быть и ниже порядка 10⁷ К, но это всё таки огромные температуры.

Наиболее подходящие в этом смысле для синтеза ядра дейтерия и трития. Именно эти вещества образуют заряд водородной (или термоядерной) бомбы. Запалом в такой бомбе служит обычная атомная бомба при взрыве которой возникает температура порядка 10⁷ К. Реакция идёт следующим образом:

.

В результате выделяется энергия ≈17,6 МэВ, что составляет 3,5 МэВ на нуклон. Для сравнения при реакциях деления ядра урана высвобождается ≈0,85 МэВ на нуклон.

Первый термоядерный взрыв был осуществлен в в Советском Союзе в 1953 г.