Параграф 67 Физика 9 класс Пёрышкин | Конспект

Термоядерная реакция

Определение термоядерной реакции
Термоядерная реакция — это процесс слияния лёгких ядер, таких как водород и гелий, происходящий при очень высоких температурах — от десятков до сотен миллионов градусов. Подобные условия приводят к преодолению электростатического отталкивания и сближению ядер настолько, чтобы на них начали действовать ядерные силы. При таких температурах энергия, выделяющаяся в процессе, значительно превышает энергию химических реакций, что делает термоядерные реакции мощным источником энергии.

Создание высоких температур
Для начала термоядерной реакции необходимо обеспечить очень высокие температуры, так как только в таких условиях ядра смогут преодолеть взаимное отталкивание. Это позволяет им сближаться и вступать в реакцию слияния, при которой образуются более тяжёлые ядра и выделяется огромное количество энергии. Так, например, при слиянии двух изотопов водорода (дейтерий и тритий) образуется гелий и высвобождаются нейтроны и энергия.

Пример термоядерной реакции
Наиболее простой пример — реакция между двумя атомами водорода: дейтерием и тритием. В результате их слияния образуется ядро гелия и испускается нейтрон. Такая реакция сопровождается выделением огромного количества энергии, которая может использоваться как в мирных, так и в военных целях. Первое применение термоядерных реакций было реализовано в термоядерной бомбе.

Значение термоядерных реакций в природе
Термоядерные реакции играют важную роль в эволюции Вселенной и в процессах, происходящих в звёздах, таких как Солнце. Именно благодаря этим реакциям на Солнце выделяется энергия, которая поддерживает жизнь на Земле. Учёные долгое время пытались объяснить, за счёт чего Солнце излучает столько энергии на протяжении миллиардов лет. Было предложено несколько теорий, одна из которых — гравитационная гипотеза, объясняющая процессы сжатия и нагрева. Однако истинная причина была выяснена благодаря исследованиям термоядерных процессов.

Водородный цикл
Хансом Бете была предложена цепочка термоядерных реакций, получившая название водородного цикла. Водородный цикл включает в себя три основные реакции, ведущие к превращению водорода в гелий с выделением нейтрино и энергии. Этот процесс объясняет механизм излучения энергии звёздами, и его суть заключается в том, что при каждой стадии уменьшается внутренняя энергия и происходит постепенная потеря массы.