Ядерный синтез - это реакция, в которой два или более небольших атомных ядра сливаются с образованием более крупных и тяжелых ядер с выделением частиц и большого количества энергии. В реакциях ядерного синтеза два реактивных ядра сталкиваются, поскольку оба заряжены положительно, между ними возникает интенсивная сила отталкивания, которая будет преодолена только в том случае, если реактивные ядра будут иметь очень высокую кинетическую энергию (около 100 миллионов градусов Цельсия). Поскольку требуемая кинетическая энергия увеличивается с увеличением заряда ядра (атомного ядра), реакции между ядрами с низким атомным номером являются наиболее легкими для осуществления.
Энергия, производимая в Солнце, а также в других звездах, происходит от слияния ядер водорода, которые образуют ядра гелия, и гамма-излучения, которые являются выражением энергии, выделяющейся в этом процессе. Количество ядер, которые реагируют каждую секунду, огромно, и, следовательно, также выделяется энергия, отсюда неудержимая яркость и энергия, которыми она всегда нас защищала. Ядерный синтез - это механизм, который также объясняет происхождение всех различных элементов во Вселенной, предполагается, что сразу после взрыва (Большой взрыв) образовался водород, а когда небольшие ядра были соединены, образовались тяжелые ядра. которые дали начало большому разнообразию материалов, которые мы теперь знаем.
Экстремальные условия давления и очень высокая температура для возникновения реакций ядерного синтеза (термоядерные реакции) были препятствием, с которым столкнулись лаборатории по всему миру. При высоких температурах все или большинство атомов лишатся своих электронов. Это состояние вещества представляет собой газовую смесь положительных ионов и электронов, известную как плазма. Сдерживание этой плазмы - сложная задача.
До сих пор ядерный синтез находил применение только в военных целях: водородная бомба или термоядерная бомба; в нем используются атомы водорода или их тяжелые изотопы, дейтерий и тритий. Чтобы произошло слияние этих атомов, необходимо достичь такой температуры, чтобы этого можно было достичь только с помощью небольшой бомбы деления урана или плутония в качестве детонатора.
Следует отметить, что синтез ядер водорода дает примерно в 4 раза больше энергии, чем деление урана. Следовательно, когда энергия ядерного синтеза находится под контролем (некоторые говорят, что это происходит в середине этого столетия), это заставит использующие ее ядерные реакторы забыть о нынешних реакторах, основанных на процессах ядерного деления. Если термоядерная энергия станет практически осуществимой, это даст следующие преимущества: 1) топливо дешевое и почти неисчерпаемое, дейтерий из океанов; 2) невозможность аварии в реакторе, если термоядерная установка перестанет работать, она отключится полностью и немедленно, без опасности расплавления, и 3) это чистый источник энергии, так как при этом образуется мало радиоактивных отходов, и с ним легче обращаться.
