Tuumasünteesireaktsioonid

Tuumasünteesireaktsioonid, tuntud ka kui termotuumasünteesireaktsioonid, on protsessid, kus kaks või enam kerget aatomituuma ühinevad, moodustades raskema aatomituuma. See protsess vabastab tohutul hulgal energiat, nagu seda toimub tähtede sees, sealhulgas meie Päikese puhul. Tähtedes on see peamine energiaallikas.

Selleks, et tuumasüntees saaks toimuda, on vaja väga kõrgeid temperatuure ja rõhku. Need tingimused on vajalikud selleks, et tuumade positiivsed laengud ületaksid nende vastastikuse tõukejõu ja võimaldaksid neil piisavalt lähestuda, et tugev tuumajõud saaks neid siduda.

Kõige sagedasem ja uuritum tuumasünteesireaktsioon Maa peal on raske vesiniku isotoopide, deuteeriumi ja triitiumi, süntees, mille tulemusena tekib heelium, neutron ja suur kogus energiat. Seda reaktsiooni uuritakse kui potentsiaalset puhta ja peaaegu ammendamatu energiaallikat. Tuumasünteesi energiatootmise eelised hõlmavad väikest kogust radioaktiivseid jäätmeid ja peaaegu lõputut kütusekättesaadavust.

Kuigi tuumasünteesi potentsiaal on suur, on selle praktilise rakendamise teel märkimisväärsed tehnilised väljakutsed. Suure temperatuuri ja rõhu hoidmine stabiilses olekus ning reaktsioonist vabaneva energia ohutu kontrollimine on keerulised inseneriprobleemid, mida teadlased ja insenerid aktiivselt lahendavad. Mitmed rahvusvahelised projektid, nagu ITER, töötavad selle nimel, et muuta tuumasüntees reaalsuseks.