Çox yüngül nüvələrin sintez (birləşmə) reaksiyaları ağır nüvələrin bölünmə reaksiyasının üstünlüklərini saxlamaqla onun çatışmayan cəhətlərini aradan qaldıra bilər. Nüvələrin sintez reaksiyaları ifrat yüksək temperaturlarda (≈109K) baş verir və bu zaman ayrılan çox böyük miqdarda enerji hesabına reaksiya öz-özünə davam edir. İstilik nüvə reaksiyası adlandırılan belə reaksiyalarda külli miqdarda enerji ayrılmasının səbəbi nüvələrin bölünmə reaksiyalarında olduğu kimidir. Belə ki, reaksiyanın məhsulu olan nüvələrin xüsusi rabitə enerjisi sintez olunan nüvələrin uyğun enerjisindən böyükdür. Sintez olunan iki yüngül nüvənin kütlələri cəmi, reaksiya məhsulu olan nüvələrin kütlələri cəmindən böyük olduğundan yaranan kütlə defekti reaksiya nəticəsində külli miqdarda enerji ayrılmasına səbəb olur: ΔE = (m1 — m2) ⋅ 931,5 MeV düsturuna əsasən.
ARAŞDIRMA | 1 |
Məsələ 1. | Ən sadə nüvələrin sintez reaksiyası iki deyterium nüvəsinin heliuma çevrilmə reaksiyasıdır: |
İstilik nüvə reaksiyaları təbiətdə yalnız ulduz və Günəş nüvəsində baş verir. Belə reaksiyaları Yer şəraitində həyata keçirmək üçünsə maddəni ya nüvə partlayışı ilə, ya güclü qaz boşalması ilə, ya nəhəng lazer şüalanması ilə, ya da sürətləndirilmiş zərrəciklərlə bombardman etmək lazımdır. İdarəolunan nüvə sintez reaksiyası üçünsə istilik nüvə reaktoru tələb olunur. İstilik nüvə reaktorunda aşağıdakı nüvə sintez reaksiyalarının həyata keçirilməsi ehtimal oluna bilər:
Göründüyü kimi, (4) reaksiyası enerji ayrılması baxımından daha sərfəlidir, çünki nüvələrin bu sintez reaksiyasında ayrılan enerjinin hər nuklona düşən miqdarı 3,5 MeV-dir. Halbuki uran nüvəsinin bölünməsi zamanı ayrılan enerjinin hər nuklona düşən miqdarı cəmi 1 MeV-dir.
Əgər istilik nüvə reaktoru yaratmaq mümkün olsa idi, o, AES-dən bəzi üstünlükləri ilə fərqlənərdi. Bu üstünlüklər:
1) çox böyük miqdarda enerji istehsal etməsindən ibarətdir;
2) Yerdə nüvə sintez reaksiyasının əsas “yanacağı” olan deyteriumun miqdarının, demək olar, sonsuz olmasından ibarətdir. Belə ki, deyteriumun mənbəyini Dünya okeanı təşkil edir. Tritiumu isə reaktorun özündə litiumun neytronla qarşılıqlı təsirindən almaq mümkündür: