თერმობირთვული რეაქცია – ვარსკვლავების ენერგიის წყარო

 თერმობირთვული სინთეზი, ატომური დაშლის შებრუნებული რეაქციაა, რომელშიც პატარა ბირთვები, უფრო დიდებად ერთიანდება. სამყაროში ყველაზე გავრცელებული რეაქცია არის წყალბადის ბირთვების თერმობირთვული გაერთიანება ჰელიუმად.

 ის მუდმივად მიმდინარეობს პრაქტიკულად ყველა ვარსკვლავის წიაღში. წყალბადის ოთხი ბირთვი(ანუ პროტონები) წარმოქმნის ჰელიუმის ატომს(2 პროტონი და 2 ნეიტრონი), გარემოში სხვა ნაწილაკების გამოყოფით. როგორც ბირთვის დაშლის დროს არის დარჩენილი ნაწილაკების მასა რეაქციამდელი ნაწილაკების საერთო მასაზე ნაკლები , ისეა აქაც, წარმოქმნილი ნაწილაკი რეაქციამდელ პროდუქტზე მსუბუქია(წყალბადის ბირთვების საერთო მასაზე) – სწორედ მასის ეს დანაკლისი გამოსხივდება ნაწილაკების სახით, რომლებიც თავის მხრივ ვარსკვლავს აცხელებს.

 დეითერიუმის და თრითიუმის სინთეზი(ეს ორი ატომი წყალბადის იზოტოპებია). როგორც ხედავთ, გამოსხივდება 3,5 მეგაელექტრონვოლტი ენერგია.  შედარებისთვის 0,1 მევ. ენერგია 109 (!!!) კელვინი ტემპერატურის ტოლფასია.

 ბირთვის შემადგენელი პროტონებს, როგოც ვიცით, დადებითი მუხტი გააჩნია, ერთი ნიშნით დამუხტული ნაწილაკები კი განიზიდებიან, ამიტომ მათი გაერთიანებისთვის საჭიროა ამ ძალების გადალახვა და პროტონების ერთმანეთთან მაქსიმალურად მიახლოება, ანუ პროტონებს უნდა მიენიჭოს ძალიან მაღალი კინეტიკური ენერგია, ასეთი მიახლოება კი მაღალი ტემპერატურითა და წნვითაა შესაძლებელი, ისეთით, როგორსაც ვარსკვლვების უზარმაზარი მასა თავისსავე ცენტრზე დაწოლით უზრუნველყოფს. პროტონების ერთმანეთთან მიახლოებისას თავს იჩენს ელექტრულ განზიდვაზე გაცილებით ძლიერი, ბუნებაში არსებულ ოთხ ფუნდამენტურ ძალას შორის ყველაზე ძლიერი ურთიერთქმედება და პროტონებს ბირთვში აკავებს. ხდება სინთეზი ანუ შერწყმა, მიღებული ბირთვიდან ზედმეტი ენერგიის გარეთ გამოსხივებით.

 ვარსკვლავების სიღრმეებში სინთეზი სამ ეტაპად მიმდინარეობს. თავიდან ორი პროტონი ერთიანდება დეითერიუმად(1 პროტონი და ერთი ნეიტრონი). შემდეგ, დეითერიუმის ბირთვში კიდევ ერთი პროტონის მოხვედრით, წარმოიქმნება ჰელიუმ – 3(2 პროტონი და 1 ნეიტრონი). საბოლოოდ ჰელიუმ-3-ის ბირთვები ერთმანეთს ეჯახებიან და ჰელიუმ-4-ად გარდაიქმნებიან, 2 პროტონი და სხვა ნაწილაკები. ეს სამ ეტაპიანი რეაქცია ოთხ პროტონს ჰელიუმ-4-ად აერთიანებს ენერგიის გამოყოფით, რომელიც სწრაფ ნაწილაკებს გამოაქვთ, პირველ რიგში ფოტონებს.

 ბუნებრივი სინთეზი ვარსკვლავებში მიმდინარეობს; ხელოვნური კი თერმობირთვულ ბომბში. სამწუხაროდ, მეცნიერები ვერ ახერხებენ საშუალების მოძებნას, რომელიც ასეთ რეაქციას მართვადს გახდიდა, გამოყოფილი ენერგიის მშვიდობიანი მიზნებით გამოყენებისთვის. ასეთი მაღალი ტემპერატურა ნებისმიერ მატერიას მომენტალურად გაადნობს, ამიტომ მაღალტემპერატურული პლაზმის ლაზერული სხივებით ან ზემძლავრი ტოროიდალური მაგნიტებით შეკავებაზე მიმდინარეობს მუშაობა(წყალბადის პლაზმის პირველი ანთება სთელარატორში ვენდელშთაინ 7-X).

Show Comments Hide Comments

კომენტარის დატოვება

თქვენი ელფოსტის მისამართი გამოქვეყნებული არ იყო. აუცილებელი ველები მონიშნულია *