Жарче Солнца: зачем термоядерным реакторам такие высокие температуры

Учёные объяснили, почему для работы термоядерных реакторов на Земле нужны температуры намного выше, чем в ядре Солнца

В ядре Солнца температура достигает около 15 миллионов градусов Цельсия, а в земных термоядерных реакторах — более 100 миллионов. Разница объясняется тем, что в Солнце плазму удерживает гравитация, а на Земле нужно создать условия для термоядерной реакции в гораздо меньшем пространстве.

Чтобы ядра лёгких атомов соединились и произошла реакция с выделением энергии, им нужно сблизиться, несмотря на взаимное отталкивание из-за положительных зарядов. Повышение температуры увеличивает скорость движения ядер и вероятность удачных столкновений, при которых возможна реакция.

Для земных реакторов чаще всего используют дейтерий и тритий — тяжёлые изотопы водорода. При их слиянии образуется ядро гелия и энергичный нейтрон. Например, в проекте ITER планируют достичь температуры около 150 миллионов градусов Цельсия. При этом важно не только добиться высокой температуры, но и обеспечить достаточную плотность топлива и время удержания энергии.

Эффективность термоядерной реакции оценивают по трём параметрам: температуре, плотности частиц и времени удержания энергии. Разные типы реакторов — токамаки, стеллараторы, установки лазерного синтеза — по-разному балансируют эти параметры.

Ранее по теме: Новая стратегия термоядерного синтеза: сначала нагрев, потом сжатие

Источник: Interesting Engineering