Термоядерная реакция

Одной из возможных реакций синтеза лёгких ядер является ядерная реакция, которая может протекать в смеси из дейтерия и трития:

² Н + ³ Н + ⁴ Не + 17,6 МэВ.

Требующийся для этой реакции тритий может быть получен из лития:

⁶ Li + ³ H + ⁴ He.

Для сближения ядер ² Н и ³ Н на расстояние порядка радиуса действия ядерных сил необходимо преодолеть кулоновский барьер высотой ~10 эВ, а для этого сталкивающимся ядрам следует сообщить достаточно высокую кинетическую энергию, т.е. смесь нужно разогреть до температуры порядка 10⁸ К.

В варианте неуправляемого термоядерного взрыва в водородной бомбе нагрев до таких температур осуществляется взрывом плутониевой атомной бомбы.

Для осуществления реакции управляемого термоядерного синтеза (УТС) необходимо высокотемпературную дейтериево-тритиевую плазму, нагретую до Т~ 10⁸ К удерживать от контакта со стенками реактора в течение времени τ, определяемого критерием Лоусона п _я^. τ = 10²⁰ с/ м³, где

n _я – объёмная концентрация ядер в горячей плазме (d + t).

В установках типа «Токамак» реализуется идея магнитного удержания плазмы, предложенная российскими физиками Таммом и Сахаровым. Создание плазмы, её нагрев до термоядерных температур и отрыв от стенок торообразной рабочей камеры осуществляют импульсным током газового разряда, вызываемого в плазме индукционным способом. Главная трудность – неустойчивость плазменного шнура.

Н.Г.Басов и О.Н.Крохин в 1962 г. предложили способ осуществления реакции УТС связанный с разогревом, сжатием и удержанием термоядерной мишени с помощью воздействия на неё мощных пучков лазерного излучения. В таких установках критерий Лоусона следует превзойти по крайней мере в сотни раз, так как световая энергия лазерного пучка составляет примерно 1% от подводимой к лазеру электроэнергии.