Термоядерный синтез

Содержание

Примечания

Комментарии

1. Первые советские ядерные испытания получали кодовые наименования от американского прозвища Иосифа (Джозефа) Сталина «Дядя Джо».

Источники

1. Лоуренс У. Л. Люди и атомы. — М.: Атомиздат, 1967, с. 207.
2. ↑ В случае оставления в «царь-бомбе» уранового слоя, она, конечно, взорвалась бы на 100 мегатонн вместо 50, однако это вызвало бы катастрофически сильное загрязнение полигона радиоактивными продуктами реакции урана[значимость факта?]
3. Её боевое значение вообще было довольно спорно из-за слишком большого веса — для испытаний специально переделывали несколько тяжёлых бомбардировщиков
4. , p. 157.

Кто свернул свои ядерные программы

Ряд стран добровольно, а некоторые и под давлением, либо свернули, либо на этапе планирования развития ядерной программы отказались от нее. Так, например, Австралия в 1960-х годах после предоставления своей территории для ядерных испытаний Великобритании решилась на строительство реакторов и постройку завода по обогащению урана. Однако после внутриполитических дебатов программу свернули.

Бразилия после неудачного сотрудничества с ФРГ в области разработки ядерного оружия в 1970−90-х годах вела «параллельную» ядерную программу вне контроля МАГАТЭ. Велись работы по добыче урана, а также по его обогащению, правда, на лабораторном уровне. В 1990—2000-х годах Бразилия признала существование такой программы, а позже она была закрыта. Сейчас страна обладает ядерными технологиями, которые при принятии политического решения позволят быстро приступить к разработке оружия.

Аргентина начала свои разработки на волне соперничества с Бразилией. В 1970-х программа получила наибольший импульс, когда к власти пришли военные, однако уже к 1990-м администрация сменилась на гражданскую. Когда программу свернули, по оценкам экспертов, оставалось около года работ для достижения технологического потенциала создания ядерного оружия. В итоге в 1991 году Аргентина и Бразилия подписали соглашение об использовании атомной энергии исключительно в мирных целях.

Ливия при Муаммаре Каддафи после неудачных попыток приобрести готовое оружие у Китая и Пакистана решилась на свою ядерную программу. В 1990-х годах Ливия смогла закупить 20 центрифуг для обогащения урана, однако недостаток технологий и квалифицированных кадров не позволил создать ядерное оружие. В 2003 году после переговоров с Великобританией и США Ливия свернула свою программу создания оружия массового уничтожения.

Египет отказался от ядерной программы после аварии на Чернобыльской АЭС.

Тайвань вел свои разработки 25 лет. В 1976 году под давлением МАГАТЭ и США официально отказался от программы и демонтировал установку по выделению плутония. Однако позже возобновил ядерные исследования тайно. В 1987 году один из руководителей Чжуншаньского института науки и техники бежал в США и рассказал о программе. В итоге работы были остановлены.

В 1957 году Швейцария создала Комиссию по изучению возможности обладания ядерным оружием, которая пришла к выводу, что оружие необходимо. Рассматривались варианты покупки оружия у США, Великобритании или СССР, а также разработки его с Францией и Швецией. Однако к концу 1960-х ситуация в Европе успокоилась, и Швейцария подписала Договор о нераспространении ядерного оружия. Потом еще некоторое время страна поставляла ядерные технологии за рубеж.

Швеция вела активные разработки с 1946 года. Ее отличительной чертой являлось создание ядерной инфраструктуры, руководство страны ориентировалось на реализацию концепции замкнутого ядерного топливного цикла. В итоге к концу 1960-х Швеция была готова к серийному производству ядерных боеголовок. В 1970-х ядерную программу закрыли, т.к. власти решили, что страна не потянет одновременное развитие современных видов обычных вооружений и создание ядерного арсенала.

Южная Корея начала свои разработки в конце 1950-х годов. В 1973 году Комитет по исследованию вооружений разработал план на 6−10 лет по созданию ядерного оружия. Велись переговоры с Францией по строительству завода по радиохимической переработке облученного ядерного топлива и выделению плутония. Однако Франция отказалась от сотрудничества. В 1975 году Южная Корея ратифицировала Договор о нераспространении ядерного оружия. США обещали предоставить стране «ядерный зонтик». После того, как президент Америки Картер заявил о намерении вывести войска из Кореи, страна тайно возобновила ядерную программу. Работы продолжались до 2004 года, пока не стали достоянием общественности. Южная Корея свернула свою программу, но на сегодняшний день страна способна в короткие сроки осуществить разработку ядерного оружия.

Как легально не пойти в армию

Кулоновский барьер

Атомные ядра имеют положительный электрический заряд. На больших расстояниях их заряды могут быть экранированы электронами. Однако для того, чтобы произошло слияние ядер, они должны сблизиться на расстояние, на котором действует сильное взаимодействие. Это расстояние — порядка размера самих ядер и во много раз меньше размера атома. На таких расстояниях электронные оболочки атомов (даже если бы они сохранились) уже не могут экранировать заряды ядер, поэтому они испытывают сильное электростатическое отталкивание. Сила этого отталкивания, в соответствии с законом Кулона, обратно пропорциональна квадрату расстояния между зарядами. На расстояниях порядка размера ядер величина сильного взаимодействия, которое стремится их связать, начинает быстро возрастать и становится больше величины кулоновского отталкивания.

Таким образом, чтобы вступить в реакцию, ядра должны преодолеть потенциальный барьер. Например, для реакции дейтерий-тритий величина этого барьера составляет примерно 0,1 МэВ. Для сравнения, энергия ионизации водорода — 13 эВ. Поэтому вещество, участвующее в термоядерной реакции, будет представлять собой практически полностью ионизированную плазму.

Температура, эквивалентная 0,1 МэВ, приблизительно равна 109К, однако есть два эффекта, которые снижают температуру, необходимую для термоядерной реакции:

Во-первых, температура характеризует лишь среднюю кинетическую энергию, есть частицы как с меньшей энергией, так и с большей. На самом деле в термоядерной реакции участвует небольшое количество ядер, имеющих энергию намного больше средней (т. н. «хвост максвелловского распределения»).

Во-вторых, благодаря квантовым эффектам, ядра не обязательно должны иметь энергию, превышающую кулоновский барьер. Если их энергия немного меньше барьера, они могут с большой вероятностью туннелировать сквозь него.

Критика исследований

Основная критика исследований в области термоядерных реакторов основана на том, что исследования идут крайне медленно. И это правда – от первых экспериментов до производства безубыточной термоядерной реакции нам потребовалось целых 66 лет. Но суть проблемы тут заключается в том, что финансирование таких исследований никогда не достигало необходимого уровня – вот пример оценок Администрации энергетических исследований и разработок США по уровню финансирования проекта постройки термоядерного реактора и времени его завершения:

Как видно по этому графику – удивительно не то что мы до сих пор не имеем коммерческих термоядерных реакторов, производящих электроэнергию, а то, что мы вообще смогли добиться какого-то положительного выхода энергии из экспериментальных реакторов на данный момент.

Только благодаря совместной кооперации всех развитых стран в лице Евросоюза, России, США, Китая, Японии и Индии удалось проспонсировать такой проект как ITER, который должен привести нас в дальнейшем к электростанции DEMO и сотням других термоядерных электростанций, которые заменят нам в будущем иссякающие запасы легкодоступных ископаемых топлив.

Видео про ШРУС

Термоядерное оружие

Современное термоядерное оружие относится к стратегическому оружию, которое может применяться авиацией для разрушения в тылу противника
важнейших промышленных, военных объектов, крупных городов как цивилизационных центров. Наиболее известным типом термоядерного оружия являются термоядерные (водородные) бомбы, которые могут доставляться к цели самолетами. Термоядерными зарядами могут начиняться также боевые части ракет различного назначения, в том числе межконтинентальных баллистических ракет. Впервые подобная ракета была испытана в СССР еще в 1957 году, в настоящее время на вооружения Ракетных Войск Стратегического Назначения состоят ракеты нескольких типов, базирующиеся на мобильных пусковых установках, в шахтных пусковых установках, на подводных лодках.

Атомная бомба

В основе действия термоядерного оружия лежит использование термоядерной реакции с водородом или его соединениями. В этих реакциях,
протекающих при сверхвысоких температурах и давлении, энергия выделяется за счет образования ядер гелия из ядер водорода, или из ядер водорода и лития. Для образования гелия используется, в основном, тяжелый водород – дейтерий, ядра которого имеют необычную структуру – один протон и один нейтрон. При нагревании дейтерия до температур в несколько десятков миллионов градусов его атому теряют свои электронные оболочки при первых же столкновениях с другими атомами. В результате этого среда оказывается состоящей лишь из протонов и движущихся независимо от них электронов. Скорость теплового движения частиц достигает таких величин, что ядра дейтерия могут сближаться и благодаря действию мощных ядерных сил соединяться друг с другом, образуя ядра гелия. Результатом этого процесса и становится выделения энергии.

Принципиальная схема водородной бомбы такова. Дейтерий и тритий в жидком состоянии помещаются в резервуар с теплонепроницаемой оболочкой,
которая служит для длительного сохранения дейтерия и трития в сильно охлажденном состоянии (для поддержания из жидкостного агрегатного состояния). Теплонепроницаемая оболочка может содержать 3 слоя, состоящих из твердого сплава, твердой углекислоты и жидкого азота. Вблизи резервуара с изотопами водорода помещается атомный заряд. При подрыве атомного заряда изотопы водорода нагреваются до высоких температур, создаются условия для протекания термоядерной реакции и взрыва водородной бомбы. Однако, в процессе создания водородных бомб было установлено, что непрактично использовать изотопы водорода, так как в таком случае бомба приобретает слишком большой вес (более 60 т.), из-за чего нельзя было и думать об использовании таких зарядов на стратегических бомбардировщиках, а уж тем более в баллистических ракетах любой дальности. Второй проблемой, с которой столкнулись разработчики водородной бомбы была радиоактивность трития, которая делала невозможным его длительное хранение.

В ходе исследования 2 вышеуказанные проблемы были решены. Жидкие изотопы водорода были заменены твердым химическим соединением дейтерия с
литием-6. Это позволило значительно уменьшить размеры и вес водородной бомбы. Кроме того, гидрид лития был использован вместо трития, что позволило размещать термоядерные заряды на истребителях бомбардировщиках и баллистических ракетах.

Создание водородной бомбы не стало концом развития термоядерного оружия, появлялись все новые и новые его образцы, была создана водородно-
урановая бомба, а также некоторые ее разновидности – сверхмощные и, наоборот, малокалиберные бомбы. Последним этапом совершенствования термоядерного оружия стало создания так называемой «чистой» водородной бомбы.

Общий обзор

Смотреть галерею

Сторожевик предназначен для обеспечения противовоздушной, противолодочной обороны эскадр и соединений, для нанесения ракетных и артиллерийских ударов как по морским, так и по наземным целям.

Отличием серии, к которой относится сторожевой корабль «Ярослав Мудрый», является наличие на борту вертолёта морского базирования Ка-27. Он позволяет осуществлять разведку на значительном удалении от судна, вести поиск и самостоятельно атаковать подводные лодки противника. Вертолёт способен обеспечивать целеуказание для ракетного противокорабельного комплекса.

Сторожевой корабль «Ярослав Мудрый» ВМС России имеет дальность плавания в три с половиной тысячи морских миль при автономности в тридцать суток. Она определена исходя из запасов продовольствия на борту для экипажа в двести четырнадцать человек, включая двадцать семь офицеров.

Термоядерный реактор на антинаучной фигне[править]

Ну, тут всё просто: это холодный термоядерный синтез. Почему это невозможно — см. выше. Если же до вас не доходят фразы «звездная температура», «высокая энергия» и «термоядерная бомба», или вы насмотрелись на красиво светящееся доказательство того, что у Тони Старка есть сердце (об этом ниже), физика тут бессильна, а вот медицина заинтересуется. А если не все готовы верить Визарду на его авторитетное, но не всегда достаточно убедительное слово — ну вы вот представьте себе мюонный катализ. Мюон на орбите — он вместо электрона, но он очень тяжёлый по сравнению с. В результате его орбита практически «скребёт по ядру» и заряд таки уравновешивается. Отталкивание ослабевает (соседний атом для вступления в химическую связь приближается на опасное расстояние) и реакция начинается! Вот это — да, работает (только мюонов не напасёшься, а то мы бы давно бы). А тут приходит какой-то гриб-весёлка с горы и начинает втирать, что подобным образом может работать растворение водорода в соответствующем металле. При размерах кристаллической решётки-то! Да там от любого ближайшего «компенсатора заряда» до ядра как кузнечику до Луны.

Внешне «реакторы холодного синтеза» могут быть похожи на фузоры, однако в отличие от них там нет обвеса, только провод, идущий в розетку. По сути дела все эти «реакторы» — это электронагреватели, что свидетельствует о том, что их авторы даже фузор собрать не в состоянии по причине дефицита мозгов. В особо чудовищных случаях в конструкции есть лампочка. Хотите посадить автора в лужу? Выньте штепсель из розетки, а также потребуйте полные чертежи устройства, потому что собранный без участия автора девайс работать не будет, что нарушает критерий научности и выдает мошенничество. Такие дела.

Да, о дуговом реакторе Тони Старка. Это никоим образом не термоядерный реактор, что бы там не говорил Тони Старк. Это — вы наверное удивитесь — топливный элемент, в пользу чего говорит наличие материалов платиновой группы (из которых делаются химические катализаторы), необходимость зарядки этой штуки (ох как просело напряжение после включения сердца Тони Старка) и не особо большая долговечность (по причине расходования палладия). Самым примечательным во всем этом являются слова Ивана Ванко про палладий у сердца. Извините мой французский, но кардиологи всего мира угорали над его словами очень долго (дело в том, что палладий активно используется в медицине). Но, эта фиговень красиво светится, а ещё благодаря ней костюм Железного Человека может летать, и для фанатов этого достаточно.

Texничecкиe xapaктepиcтики

Термоядерное оружие

Ударная волна и тепловой эффект.

Прямое (первичное) воздействие взрыва супербомбы носит тройственный характер. Наиболее очевидное из прямых воздействий – это ударная волна огромной интенсивности. Сила ее воздействия, зависящая от мощности бомбы, высоты взрыва над поверхностью земли и характера местности, уменьшается с удалением от эпицентра взрыва. Тепловое воздействие взрыва определяется теми же факторами, но, кроме того, зависит и от прозрачности воздуха – туман резко уменьшает расстояние, на котором тепловая вспышка может вызвать серьезные ожоги.

Согласно расчетам, при взрыве в атмосфере 20-мегатонной бомбы люди останутся живы в 50% случаев, если они 1) укрываются в подземном железобетонном убежище на расстоянии примерно 8 км от эпицентра взрыва (ЭВ), 2) находятся в обычных городских постройках на расстоянии ок. 15 км от ЭВ, 3) оказались на открытом месте на расстоянии ок. 20 км от ЭВ. В условиях плохой видимости и на расстоянии не менее 25 км, если атмосфера чистая, для людей, находящихся на открытой местности, вероятность уцелеть быстро возрастает с удалением от эпицентра; на расстоянии 32 км ее расчетная величина составляет более 90%. Площадь, на которой возникающее во время взрыва проникающее излучение вызывает летальный исход, сравнительно невелика даже в случае супербомбы высокой мощности.

Браво

Обойдя русских по красоте конструкции, американцы не смогли сделать свое устройство компактным: они использовали жидкий переохлажденный дейтерий вместо порошкообразного дейтрида лития у Сахарова. В Лос-Аламосе на сахаровскую «слойку» реагировали с долей зависти: «вместо огромной коровы с ведром сырого молока русские используют пакет молока сухого». Однако утаить секреты друг от друга обеим сторонам не удалось. Первого марта 1954 года у атолла Бикини американцы испытали 15-мегатонную бомбу «Браво» на дейтриде лития, а 22 ноября 1955 года над семипалатинским полигоном рванула первая советская двухступенчатая термоядерная бомба РДС-37 мощностью 1,7 мегатонн, снеся чуть ли не полполигона. С тех пор конструкция термоядерной бомбы претерпела незначительные изменения (например, появился урановый экран между инициирующей бомбой и основным зарядом) и стала канонической. А в мире не осталось больше столь масштабных загадок природы, разгадать которые можно было бы столь эффектным экспериментом. Разве что рождение сверхновой звезды.

Статья опубликована в журнале «Популярная механика» (№9, Сентябрь 2003).

Литература

Знаете ли вы?

Термоядерная бомба

В современные ядерные бомбы можно назвать одновременно и термоядерными и водородными, т.к. в них используют энергию синтеза ядер изотопов водорода: дейтерия и трития.

Понятия критической массы для термоядерной бомбы не существует.

В водородной бомбе обычная плутониевая бомба служит запалом. При взрыве плутониевого запала температура достигает 100 млн. градусов, ядра водорода преодолевают силы отталкивания и сливаются в ядро гелия, выделяя огромную энергию, в три раза большую, чем уран-235 такой же массы.

Первая водородная бомба была взорвана в 1952 году. Самая большая из уже взорванных термоядерных бомб в 5 тысяч раз мощнее бомбы, сброшенной на Хиросиму.

Коварный термояд

Увидев ядерный взрыв, физик Э.Ферми — один из создателей ядерной и нейтронной физики воскликнул: «Какая красивая физика!».

Рождение звезд: они рождаются в результате сжатия огромных облаков газа и пыли. Когда температура в их центре достигает 10 миллионов градусов, четыре атомных ядра водорода при соединении образуют ядро атома гелия и выделяют энергию. Эта термоядерная реакция может продолжаться от нескольких миллионов до нескольких миллиардов лет.

Хотите знать больше?

Патроны

Примечания

Комментарии

1. Первые советские ядерные испытания получали кодовые наименования от американского прозвища Иосифа (Джозефа) Сталина «Дядя Джо».

Источники

1. Лоуренс У. Л. Люди и атомы. — М.: Атомиздат, 1967, с. 207.
2. ↑ В случае оставления в «царь-бомбе» уранового слоя, она, конечно, взорвалась бы на 100 мегатонн вместо 50, однако это вызвало бы катастрофически сильное загрязнение полигона радиоактивными продуктами реакции урана[значимость факта?]
3. Её боевое значение вообще было довольно спорно из-за слишком большого веса — для испытаний специально переделывали несколько тяжёлых бомбардировщиков
4. , p. 157.

Происшествия с термоядерными боеприпасами

США, 1958

Основная статья: Столкновение над островом Тайби

Столкновение бомбардировщика B-47 и истребителя F-86 над островом Тайби 5 февраля 1958 года — авиационное происшествие над побережьем американского штата Джорджия, в результате которого истребитель был потерян, а экипажу бомбардировщика пришлось аварийно сбросить в океан водородную бомбу Mark 15.
Бомба до сих пор не найдена; считается, что она покоится на дне залива Уоссо (англ. Wassaw Sound) к югу от курортного города Тайби-Айленд.

Гренландия, 1968

Основная статья: Авиакатастрофа над базой Туле

21 января 1968 года вылетевший с аэродрома в Платтсбурге (штат Нью-Йорк) самолёт B-52 в 21:40 по среднеевропейскому времени врезался в ледяной панцирь залива Северная Звезда (Гренландия) в пятнадцати километрах от авиабазы ВВС США Туле. На борту самолёта находились 4 термоядерные авиабомбы.

Пожар способствовал детонации вспомогательных зарядов во всех четырёх атомных бомбах, находящихся на вооружении бомбардировщика, но не привёл к взрыву непосредственно ядерных устройств, поскольку они не были приведены в боеготовность экипажем. Более чем 700 датских гражданских и американских военных лиц работали в опасных условиях без средств личной защиты, устраняя радиоактивное загрязнение. В 1987 году почти 200 датских рабочих неудачно попытались предъявить иск Соединённым Штатам. Однако некоторая информация была выпущена американскими властями согласно Закону о свободе информации. Но Kaare Ulbak, главный консультант датского Национального института радиационной гигиены, сказал, что Дания тщательно изучила здоровье рабочих в Туле и не нашла свидетельств увеличения смертности или заболеваемости раком.

Пентагон опубликовал информацию о том, что все четыре атомных боезаряда были найдены и уничтожены. Но в ноябре 2008 года обозреватель Би-би-си Гордон Корера (англ. Gordon Corera) высказал предположение, основанное на анализе рассекреченных документов, что, вопреки утверждениям Пентагона, четвёртая атомная бомба могла быть не разрушена, а потеряна в результате катастрофы, и целью подводных работ 1968 года были её поиски. История получила широкое распространение в СМИ различных стран. Министр иностранных дел Дании Пер Стиг Меллер поручил Датскому институту международных отношений провести независимый анализ рассекреченных документов, оказавшихся в распоряжении журналиста. Отчёт был опубликован в 2009 году. В нём говорится: «Мы показали, что четыре ядерные бомбы были уничтожены при взрывах, последовавших за крушением. Это не обсуждается, и мы можем дать ясный ответ: никакой бомбы нет, никакой бомбы не было, и американцы не искали бомбу.»

США, 2007

Основная статья: Инцидент с ядерными боезарядами в ВВС США (2007)

29 августа 2007 года 6 крылатых ракет AGM-129 ACM с термоядерными боевыми частями (боеголовки W80 изменяемой мощности 5-150 кт) были по ошибке установлены на бомбардировщик B-52H на авиабазе Майнот в Северной Дакоте и отправлены на авиабазу Барксдейл в Луизиане. О факте наличия на ракетах ядерных боезарядов стало известно случайно и лишь 36 часов спустя. После погрузки в Майноте и по прилёте в Барксдейл, самолёт около суток не охранялся. Инцидент стал причиной громкого скандала в США, ряда отставок в Военно-воздушных силах и реорганизации управления стратегическими ядерными силами США.

Термоядерные реакции

Проблема управляемых термоядерных реакций

Хотя энергия слияния имеет много потенциальных преимуществ, она оказалась чрезвычайно трудной для достижения на Земле. Атомные ядра требуют огромного количества тепла и давления, прежде чем они объединятся.

Чтобы преодолеть эту огромную проблему необходимо нагревать водород примерно до 150 миллионов градусов по Цельсию что, в 10 раз жарче, чем ядро Солнца. Эта перегретая плазма водорода будет ограничена и распространяется внутри в форме под названием токамак, который находится в окружении гигантских сверхпроводящих магнитов, которые управляют электрически заряженной плазмой. Для того, чтобы сверхпроводящие магниты функционировали, их необходимо охлаждать до минус 269 градусов C, также холодно как и в межзвездном пространстве.

Промышленные объекты по всему миру производят 10 миллионов комплектующих для реактора. Реактор часто упоминается как самое сложное инженерное сооружение. Например, магниты высотой более 17 метров должны быть установлены вместе с погрешностью менее 1 миллиметра.

Охлаждение 10 000 тонн сверхпроводящего материала магнита до минус 269 градусов беспрецедентно по масштабу.

Термоядерная реакция

Термоядерная реакция — это реакция синтеза легких ядер в более тяжелые.

Для ее осуществления необходимо, чтобы исходные нуклоны или легкие ядра сблизились до расстояний, равных или меньших радиуса сферы действия ядерных сил притяжения (т.е. до расстояний 10-15 м). Такому взаимному сближению ядер препятствуют кулоновские силы отталкивания, действующие между положительно заряженными ядрами. Для возникновения реакции синтеза необходимо нагреть вещество большой плотности до сверхвысоких температур (порядка сотен миллионов Кельвин), чтобы кинетическая энергия теплового движения ядер оказалась достаточной для преодоления кулоновских сил отталкивания. При таких температурах вещество существует в виде плазмы. Поскольку синтез может происходить только при очень высоких температурах, ядерные реакции синтеза и получили название термоядерных реакций (от греч. therme «тепло, жар»).

В термоядерных реакциях выделяется огромная энергия. Например, в реакции синтеза дейтерия с образованием гелия

выделяется 3,2 МэВ энергии. В реакции синтеза дейтерия с образованием трития

выделяется 4,0 МэВ энергии, а в реакции

выделяется 17,6 МэВ энергии.

В настоящее время контролируемая термоядерная реакция осуществляется путем синтеза дейтерия \(~^2H\) и трития \(~^3H\). Запасов дейтерия должно хватить на миллионы лет, а запасы легко добываемого лития (для получения трития) вполне достаточны для обеспечения потребностей в течение сотен лет.

Однако при этой реакции большая часть (более 80 %) выделяемой кинетической энергии приходится именно на нейтрон. В результате столкновений осколков с другими атомами эта энергия преобразуется в тепловую. Помимо этого, быстрые нейтроны создают значительное количество радиоактивных отходов.

Поэтому наиболее перспективны «безнейтронные» реакции, например, дейтерий + гелий-3.

У этой реакции отсутствует нейтронный выход, который уносит значительную часть мощности и порождает наведенную радиоактивность в конструкции реактора. Кроме того, запасы гелия-3 на Земле составляют от 500 кг до 1 тонны, однако на Луне он находится в значительном количестве: до 10 млн тонн (по минимальным оценкам — 500 тысяч тонн). В то же время его можно легко получать и на Земле из широко распространённого в природе лития-6 на существующих ядерных реакторах деления.

Термоядерное горючее

Термоядерное горючее, к которому относятся дейтерий ( 2Н), тритий ( 3Н) и литий ( 6Li), в настоящее время используют только в термоядерном оружии в виде сжиженного дейтерия или в виде гидрида лития. Проблема применения термоядерного горючего в стационарных источниках энергии еще не решена.
 

Термоядерное горючее используется в термоядерном оружии в виде сжиженного водорода ( Н2, смесь Н2 Н3) пли в виде гидрида Li6H2 окружающего запал. Созданные мировые запасы термоядерного горючего эквивалентны энергии взрыва, исчисляемые сотнями миллиардов тонн тротила.
 

Термоядерное горючее равнопроцентная смесь дейтерия и трития) и окружающие его слои др. веществ, имеющие разл.
 

Производство термоядерного горючего началось позже, чем производство делящихся веществ, но значение его все более возрастает.
 

& Ш — термоядерное горючее; — Efc топливные ресурсы; — топливохранйлище.
 

Использование в качестве термоядерного горючего смеси дейтерия с тритием в соотношении 111, как следует из приведенных уравнений, более перспективно — ее энергетическая ценность выше, чем у чистого дейтерия.
 

С этой точки зрения наилучшим термоядерным горючим является протай, поскольку его ядро ( протон) не.
 

С этой точки зрения наилучшим термоядерным горючим является протпй, поскольку его ядро ( протон) не имеет дефекта массы.
 

Термоядерное топливо ( ТТ) или термоядерное горючее, к к-рому относятся изотопы водорода D и Т; а также литий-6.
 

Большое место в книге уделяется производству термоядерного горючего, приручению человеком реакций, пока осуществленных лишь в виде взрыва водородных бомб. На конкретных цифрах показано, какой грандиозный скачок в развитии энергетики будет означать создание термоядерного реактора, топливо для которого можно найти в любом водоеме земного шара.
 

Правда, для использования в качестве термоядерного горючего годен лишь дейтерий и тритий.
 

Работы по изучению возможности создания стационарных систем, использующих термоядерное горючее, ведутся в ряде стран уже несколько лет, но пока не удалось еще создать конструкции, к-рая позволила бы поддержать высокую темп-ру порядка 108 градусов и удерживать Я.
 

Изотопы водорода — дейтерий и тритий — применяют как термоядерное горючее. Водород необходим для получения Ge, W, Mo и Re из их оксидов и фторидов, для производства капрона, найлона, высших жирных спиртов.
 

Применяется как замедлитель нейтронов в атомных реакторах и как термоядерное горючее; в науч.
 

Аспекты экологии и безопасности

Термоядерные электростанции должны были заменить электростанции, основанные на ядерном расщеплении и ископаемом топливе.

• в отличие от обычных электростанций на угле, нефти или газе
  • отсутствие выбросов выхлопных газов, особенно парниковых газов, таких как CO ₂ ;
  • отсутствие проблем с подачей топлива в течение очень долгого времени, а ископаемое топливо может стать слишком дорогим;
  • пренебрежимо малая стоимость топлива, производство которого не представляет проблемы и с точки зрения экологических рисков.

• в отличие от ядерных реакторов деления
  • нет реакции, которая могла бы стать сверхкритической или протекать термически . Если магнитное поле не может удерживать плазму вместе, она остывает на стенке, и реакция синтеза прекращается.
  • нет проблем с удалением из-за очень долгоживущих радиоактивных материалов.
  • Транспортировка радиоактивного топлива необходима только для разовой первоначальной поставки с запасом трития около 1 кг. Исходные материалы литий и дейтерий не радиоактивны.

• аналогично ядерным реакторам деления
  • значительная нейтронная активация конструкционных материалов. Общий радиоактивный запас станции будет сопоставим с таковым у электростанции с реактором деления той же мощности во время работы. Однако можно избежать очень долгоживущих отходов.
  • Части растений, которые будут подвергаться настолько сильному нейтронному излучению, что их придется регулярно заменять и временно хранить. В обычных ядерных реакторах, в частности, кожухи тепловыделяющих элементов, в которых находится урановое топливо, заменяются вместе с топливом; в случае термоядерных реакторов, это, в частности, части дивертора и бланкета. Однако из-за сложной геометрии замена требует больше времени, чем замена тепловыделяющих элементов в ядерном реакторе.
  • Загрязнение, которое еще больше затруднило бы техническое обслуживание: хотя газообразный тритий окисляется до воды, откачивается и собирается в холодных ловушках, загрязнение материала стенок является серьезной проблемой. Тритий имплантируется ионами или снова осаждается с помощью эродированного углерода. Этот тритий нелегко собрать, но он также не связан надежно.
  • Мобильный радиоактивный инвентарь, который может быть выпущен в случае бедствия: радиоактивный тритий, вылупившийся из бланкета , извлекается внутри объекта и используется снова. Запасы для однонедельной работы будут составлять несколько килограммов с системой мощностью 1 ГВт и иметь активность 10 18  Бк . Речь идет об активности радиоактивного йода, высвободившегося в результате Чернобыльской ядерной катастрофы , но только небольшой части от более 600 кг трития, который был выброшен в атмосферу в результате испытаний ядерного оружия в прошлом веке .

Реакторы синтеза дейтерия и трития, следовательно, не будут свободны от проблем радиоактивности, но будут шагом вперед по сравнению с обычными реакторами ядерного деления с точки зрения безопасности и экологической совместимости .