Кандидат физико-математических наук Л. Ашкинази
«Химия и жизнь» №7, 2005
- Откуда дровишки?
- Отец, слышишь, рубит, а я отвожу
- Маленький быстрый или большой медленный
- Странный трансформатор
- Еще раз о дровах
- Лед и пламень
- К вопросу о проводах
- Чисто не там, где метут, а там, где не сорят
- Зеленые и спекуляции
Еще раз о дровах
Легче всего происходит слияние ядер изотопов водорода — дейтерия D и трития T. Ядро дейтерия содержит один протон и один нейтрон. Дейтерий есть в воде — примерно один атом на 6500 атомов водорода. Ядро трития состоит из протона и двух нейтронов. При синтезе ядер дейтерия и трития образуются гелий He с атомной массой, равной четырем, нейтрон n, и выделяется энергия — 17,6 МэВ:
D + T = 4He + n + 17,6 МэВ.
Другой вариант — слияние двух ядер дейтерия. Оно происходит по двум каналам примерно с одинаковой вероятностью: в первом образуются тритий, протон p и выделяется 4 МэВ, во втором — гелий с атомной массой 3, нейтрон и 3,25 МэВ:
D + D = T + p + 4,0 МэВ,
D + D = 3He + n + 3,25 МэВ.
Скорость реакции D + T в сотни раз выше, чем для реакции D + D. Поэтому, используя реакцию D + T, значительно легче достичь условий, когда выделившаяся термоядерная энергия превзойдет затраты на организацию процессов слияния. Возможны и реакции синтеза с участием других элементов — лития, бора и др. Однако эти реакции протекают с нужной скоростью при таких температурах, которые мы даже не будем называть, чтобы не пугать читателей.
Как сказано выше, тритий нестабилен (период полураспада 12,4 года), но его предполагается получать на месте, из изотопа лития и получающихся в реакторе же нейтронов:
6Li + n = Т + 4He + 4,8 МэВ.
Одновременно этот же литий (система, его содержащая, называется бланкетом) нагревается и может служить теплоносителем в первом, радиоактивном контуре. Далее он передает тепло второму контуру, в котором водичка испаряется, далее как обычно — турбина, генератор, провода, ласковый свет настольной лампы и читатель с химией и всей этой жизнью в руках.
