JADERNÁ SYNTÉZA

Izotopy vodíku.

Reakce, při kterých se jádra lehkých prvků spojují v těžší jádro jiného prvku, byly studovány již v roce 1932. Tedy dříve, než bylo objeveno štěpení uranu. Na urychlovači byl bombardován terčík obsahující těžký vodík (deuterium), který se od prostého vodíku liší tím, že jeho jádro obsahuje jeden neutron navíc. "Střelivem" byla urychlená jádra těžkého vodíku, nazývaná deuterony. Bylo zjištěno, že některý ze zrychlených deuteronů zasáhl deuterony terčíku tak, že proběhla jaderná syntéza. Vznikl bud izotop lehkého helia a neutron, anebo tritium, což je nejtěžší izotop vodíku, obsahující ve svém jádře dva neutrony.

Izotopy helia.

Při těchto reakcích se uvolňuje 50 000 kWh energie na gram deuteria. Přibližně stejné množství energie se získá spálením tří tun kvalitního černého uhlí.
Tritium, produkt této reakce, se v přírodě prakticky vůbec nevyskytuje. Je radioaktivní a samovolně se rozpadá s poločasem 12 let na izotop lehkého helia a elektron.
Kdyby se podařilo uskutečnit prakticky proveditelnou a technicky zvládnutelnou jadernou syntézu deuteria tak, aby se uvolněná energie dala využít, získalo by tím lidstvo zdroj, který by stačil pokrýt jeho spotřebu energie po dlouhá tisíciletí.

Izotopy lithia

Z hlediska člověka vlastně neomezeně dlouho. Deuterium se vyskytuje v přírodě všude, kde se vyskytuje vodík, a to v poměru 1 : 6 000. Jen ve světových oceánech je 2,6.1013 tun deuteria. Toto deuterium lze od vodíku snadno oddělit a zužitkovat jako jaderné palivo.
Ukazuje se však, že praktické uskutečnění této prosté reakce je nesmírně obtížný vědecký i technický problém. Cesta použití urychlovačů pro tento účel nevede k cíli. Naprostá většina urychlených deuteronů mine cil a nezasáhne deuterony v bombardovaném terčíku. Jen zhruba každý miliontý deuteron "se trefí" a uskuteční jadernou syntézu.

Nejdůležitější reakce jaderné syntézy.

 

 

 

Aby došlo ke spojení dvou deuteronů (nebo deuteronu a jádra tritia) v jádro izotopu helia, musí překonat obě částice obrovskou překážku. Tou je jejich souhlasný elektrický náboj. Je známo, že souhlasné náboje se odpuzují, a proto pro překonání odpudivých elektrických sil se obě jádra proti sobě musí pohybovat vysokou rychlostí. Jen tehdy se při vzájemné srážce k sobě přiblíží na vzdálenost méně než 1013 cm. Překonají-li jádra tuto mez, začnou mezi nimi působit jiné zákonitosti a dostávají se ke slovu přitažlivé jaderné síly. Teprve tehdy se vytvoří podmínky pro uskutečnění jaderné syntézy. Při malých rychlostech částic k tomuto jevu nedojde, neboť jádra nejsou schopna překonat elektrické odpudivé síly.