Termonüvə reaksiyası

Vikipediya, açıq ensiklopediya
Keçid et: naviqasiya, axtar

Termonüvə reaksiyası - parçalanmanın əksinə, çox yüngül iki nüvəni birləşdirərək daha ağır nüvə meydana gətirmək və bu şəkildə ortaya çıxan enerjidən istifadə etməkdir. Amma bunu təcrübə ilə meydana gətirmək olduqca çətindir. Çünki nüvələr müsbət elektrik yükü daşıyır və bir-birlərinə yaxınlaşmaq istəyəndə böyük qüvvə ilə bir-birlərini itələyirlər.

Bunların birləşməsini təmin etmək üçün aralarındakı itələmə qüvvəsindən daha böyük qüvvədən istifadə edilməlidir. Lazım olan kinetik enerji 20-30 milyon dərəcəlik temperatura bərabərdir. Bu çox yüksək temperaturdur və termonüvə reaksiyasına girən maddəni daşıyan heç bir bərk məmulat bu temperatura tab gətirə bilməz. Termonüvə reaksiyaları Günəşdə hər an təbii şəkildə baş verir. Günəşin temperaturu və işığı hidrogen nüvələrinin birləşərək heliuma çevrilməsi və nəticədə itən maddənin əvəzinə enerji hasil olması ilə meydana gəlir. Günəş saniyədə 564 milyon ton hidrogeni 560 milyon ton heliuma çevirir. Yerdə qalan 4 milyon ton qaz maddəsi də enerjiyə çevrilir. Yerdəki canlılar aləmi üçün həyati əhəmiyyətə malik günəş enerjisini meydana gətirən bu hadisə milyonlarla ildir ki, fasiləsiz davam edir. Burada belə bir sual çıxa bilər: əgər Günəşdə saniyədə 4 milyon tona qədər külli miqdarda maddə itirilirsə, Günəşin sonu nə vaxt çatacaq?

Günəş saniyədə 4 milyon ton maddə itirir. Günəşin 3 milyard ildən bəri bu sürətlə enerji hasil etdiyini fərz etsək, bu müddət ərzində itirdiyi kütlə 400.000 milyard dəfə milyard ton olacaq ki, bu miqdar da Günəşin indiki ümumi kütləsinin 5000-də biri qədərdir. Bu, 3 milyard ildə 5 kq-lıq daş yığınından 1 qram qum əskilməsi kimidir. Başqa sözlə, Günəşin kütləsinin tükənməsi çox uzun zaman tələb edir.

Reaksiyalar[redaktə | əsas redaktə]

Hidrogen nüvəsinin və onun izotoplarının xüsusi rabitə enerjisi helium nüvəsinin xüsusi rabitə enerjisindən az olduğundan onların sintezi zamanı böyük enerji ayrılır. Məsələn, deyteriumtritiumun sintezi zamanı helium nüvəsi və neytron yaranır, 17,6 MeV enerji çıxır. Buradan görünür ki, hər nuklonun payına ayrılan enerji təqribən 3,5MeV olur. Müqayisə üçün yadımıza salaq ki, uranın parçalanması zamanı bu enerji 1MeV-ə yaxındır. Deməli, termonüvə reaksiyasında ayrılan enerji uran nüvəsinin parçalanması zamanı çıxan enerjidən təqribən 4 dəfə çoxdur. Ona görə də termonüvə reaksiyası enerji əldə etmək baxımından daha sərfəlidir. Ulduzların tükənməz enerjisi bu reaksiyanın hesabınadır. Məlumdur ki, ulduzların əksəriyyəti, o cümlədən Günəş 80 faizə qədər hidrogendən, 20 faizə qədər heliumdan və 1 faizə qədər karbon, azotoksigendən ibarətdir. Reaksiya bu mərhələlərdə davam edir. Reaksiyanın ikinci mərhələsində ayrılan enerjiqamma-şüaları şəklində yayılır. Birinci mərhələdə yaranmış pozitron elektronla rastlaşaraq anniqilyasiya edir (zərrəcik halından foton halına keçir) və əlavə enerji yaradırlar.

Göstərilən reaksiya nəticəsində ayrılan enerji fəzaya yayılır və o cümlədən Yerə də gəlib çatır. Günəş 1 saniyədə 3800*10²³C enerji şüalandırır. Onun kütləsinin təqribən 2.000.000*10²¹ ton olduğunu qəbul etsək vahid kütlənin 1 saniyədə buraxdığı enerji 0,00019 C/kg*s olar. Müqayisə üçün qeyd edək ki, canlı orqanizmin maddələr mübadiləsi nəticəsində ayırdığı enerji bu enerjidən təqribən 100 dəfə böyükdür. Termonüvə reaksiyasının baş verməsi üçün yüklü nüvələr bir-birinə ən azı nüvə qüvvələrinin təsir radiusuna bərabər məsafəyə qədər yaxınlaşmalıdırlar. Bu zaman reaksiyanın nüvəsində 150 milyon selsiyə yaxın istilik alınır.

Yerdə bu temperatur yalnız laboratoriya şəraitində yüksək temperaturlu plazmada alınır. Plazmada cərəyan yaradarkən onun maqnit sahəsi plazmanı sıxır, enerji kiçik radiuslu silindr daxilində toplanır və kənara yayılmır. Digər tərəfdən nazik naqil - plazmada əlavə Coul-Lens istiliyi ayrılır və onun temperaturunu daha da artırır. Belə plazmada termonüvə reaksiyası yaratmaq mümkün olmuşdur. Lakin nüvə reaksiyalarında olduğu kimi idarə olunan termonüvə reaksiyasını hələlik müntəzəm aparmaq və onun enerjisindən istifadə etmək mümkün deyildir. Bu vəziyyət plazma sütununun dayanıqlı olmaması ilə əlaqədardır. Ancaq idarə olunmayan və partlayışla nəticələnən termonüvə reaksiyası nüvə bombalarında yaradılır. Bu bombalarda termonüvə reaksiyasının getməsi üçün lazım olan temperatur atom bombasının partladılması ilə əldə edilir.