br/>В
2.3 Реакція між ядрами дейтерію (DD, монотопліво)
Також можливі реакції між ядрами дейтерію, вони йдуть трохи важче реакції за участю гелію-3:
В В
На додаток до основної реакції в ДД-плазмі також відбуваються:
В В В В В В
Ці реакції повільно протікають паралельно з реакцією дейтерій + гелій-3, а що утворилися в ході них тритій і гелій-3 з великою ймовірністю негайно реагують з дейтерієм
2.4 "Безнейтронние" реакції
Найбільш перспективні так звані "безнейтронние" реакції, так як породжуваний термоядерним синтезом нейтронний потік (наприклад, в реакції дейтерій-тритій) забирає значну частину потужності і породжує наведену радіоактивність в конструкції реактора. Реакція дейтерій + гелій-3 є перспективною в тому числі й через відсутність нейтронного виходу.
В В В В В В В
3. Умови
Керований термоядерний синтез можливий при одночасному виконанні двох критеріїв:
В§ Швидкість співудару ядер відповідає температурі плазми:
В
В§ Дотримання критерію Лоусона:
(для реакції D-T)
де - щільність високотемпературної плазми, - час утримання плазми в системі.
Від значення цих двох критеріїв в основному залежить швидкість протікання тієї чи іншої термоядерної реакції.
В даний час (2010) керований термоядерний синтез ще не здійснено в промислових масштабах. Будівництво міжнародного експериментального термоядерного реактора (ITER) знаходиться в початковій стадії.
4. Критерій Лоусона
Критерій Лоусона. Застосування законів збереження енергії і числа часток дозволяє з'ясувати деякі пред'являються до реактора синтезу загальні вимоги, які не залежать від будь-яких особливостей технологічного або конструктивного характеру розглянутої системи. Установка довільної конструкції містить чисту водневу плазму з щільністю п при температурі Т. В реактор вводиться паливо, наприклад равнокомпонентная суміш дейтерію і тритію, вже нагріта до необхідної температури. Всередині реактора інжектіруемие частинки час від часу стикаються між собою і відбувається їх ядерне взаємодія. Це корисний процес; одночасно, однак, з реактора пішов енергія за рахунок електромагнітного випромінювання плазми і з робочої зони вислизає деяка частка "гарячих" (що володіють високою енергією) часток, які не встигли випробувати ядерні взаємодії. Нехай t - середній час утримання частинок в реакторі; сенс величини t такий: за час в 1 сек з 1 см 3 плазми в середньому йде n/t частинок кожного знака. У стаціонарному режимі в реактор треба щомиті инжектировать таке ж число часток (у розрахунку на одиницю об'єму). Для покриття енергетичних втрат підводиться паливо повинне подаватися в зону реакції з енергією, що перевищує енергію потоку вислизають частинок. Ця додаткова енергія повинна компенсуватися за рахунок енергії синтезу, що виділяється в зоні реакції, а також за рахунок часткової рекуперації в стінках і оболонці реактора електромагнітного випромінювання і корпускулярних потоків. Приймемо для простоти, що коефіцієнт перетворення в електричну енергію продуктів ядерних реакцій, електромагнітного випромінювання та частинок з тепловою енергією однаковий і рівний h. Величину (часто називають коефіцієнт корисної дії (ккд). В умовах стаціонарної роботи системи і при нульовій корисної потужності рівняння балансу енергії в реакторі має вигляд: h (P o + P r + P t ) = P r + P t , (1) де P o - потужність ядерного енерговиділення, P r - потужність потоку випромінювання і P t - енергетична потужність потоку вислизають частинок. Коли ліва частина написаного рівності робиться більше правої, реактор перестає витрачати енергію і починає працювати як термоядерна електростанція. При написанні рівності (1) передбачається, що вся рекуперірованная енергія без втрат повертається в реактор через інжектор разом з потоком підводиться нагрітого палива. Величини Р про , P r і P t відомим чином залежать від температури плазми, і з рівняння балансу легко обчислюється твір nt = f (T), (2) де f (T) для заданого значення ккд h і вибраного сорту палива є цілком певна функція температури. На рис. 2 наведені графіки f (T) для двох значень h і для обох ядерних реакцій. Якщо величини h, досягнуті в даній установці, розташуються вище кривої f (T), це буде означати, що система працює як генератор енергії. При h = 1 / 3 енергетично вигідна робота реактора в оптимальному режимі (мінімум на кривих рис. 2 ) відповідає умові ("критерії Лоусона "): реакції (d, d): nt> 10 15 см -3 В· сек; Т ~ 10 9 К; (3) реакції (d, t): nt> 0,5 В· 10 15 см -3 ...
