tuumasünteesireaktsioon

Tuumasünteesireaktsioon ehk termotuumasünteesireaktsioon on protsess, mille käigus kaks või enam kerget aatomituumikut ühinevad, moodustades raskema tuumiku. Selle käigus vabaneb suur hulk energiat, mis on tingitud massidefektist – sünteesitava tuumiku mass on väiksem kui algselt ühinenud tuumikute masside summa. See massidefekt muundub energiaks Einsteini kuulsa võrrandi E=mc² kohaselt.

Tuumasünteesireaktsioonid on tähtede, sealhulgas meie Päikese, energiaallikaks. Tähtede sisemuses valitsevad äärmuslikult kõrge temperatuur ja rõhk, mis võimaldavad kergetel tuumikutel (peamiselt vesiniku isotoopidel nagu deuteerium ja triitium) ületada nendevahelise elektrostaatilise tõukejõu ja ühineda. Kõige tuntumaks tuumasünteesiprotsessiks tähtedes on prooton-prooton ahelreaktsioon, kus vesinikku muundatakse heeliumiks.

Maal püütakse tuumasünteesi kontrollitult teostada nn. termotuumareaktorites, et saada puhta ja peaaegu ammendamatu energiaallika. Selleks on vaja saavutada ja säilitada väga kõrgeid temperatuure (kümneid miljoneid kraade Celsiuse järgi) ja piisavat tihedust, et sünteesireaktsioon oleks piisavalt tõhus. Suurimaks väljakutseks on kuuma plasma kinnihoidmine ja selle kontakt materjalidega, mis seda jahutaksid. Erinevaid lähenemisviise uuritakse, sealhulgas magnetiline ja inertsiaalne kinnihoidmine.