Физика атома, атомного
ядра и элементарных 
частиц
46.(0). Реакции термоядерного синтеза. Проблема управляемого термоядерного синтеза (УТС).
Реакции термоядерного синтеза 
2 H |
1 |
2 H |
1 |
3He n, |
|
(QМэв3.25 |
) |
||
|
|
|
2 |
|
|
|
|||
2 H1 2H1 |
3H1 p, |
|
(QМэв4.03 |
) |
|||||
2 H |
1 |
3H |
1 |
4 He n, |
|
(QМэв17.6 |
) |
||
|
|
|
|
2 |
|
|
|
||
p 7 Li 4He 4He , |
(QМэв17.3 |
) |
|||||||
|
|
|
3 |
|
2 |
2 |
|
|
|
n |
7 Li 4 He |
3H |
, |
(QМэв4.8 |
) |
||||
|
|
|
3 |
|
2 |
1 |
|
|
|
Кулоновский барьер
Чтобы осуществить реакцию синтеза, не- обходимо сблизить ядра до расстояния R10-14 м. Для преодоления кулоновского барьера отталкивания необходима тем- пература Т порядка
kT e2/4 0R, откуда
Т 109 К
Цикл ядерных реакций на Солнце
1 H1 |
1 H1 2 H1 e e |
|||
1 H |
1 |
2 H |
1 |
3 He |
|
|
2 |
||
3 He2 3 He2 4 He2 2 p
3 He2 4 He2 7 Be4
7 Be4 e 7 Li3 e
7 Li3 1 H1 4 He2 4 He2 
Схема конструкции водородной бомбы
А - атомная бомба, в резуль- тате взрыва которой соз- дается температура при- мерно 109К
Т- термоядерное горючее (смесь дейтерия и трития)
В - взрывчатое вещество (обычное) для приведения в действие атомной бомбы
О - оболочка для предотвра- щения преждевременного разбрасывания ядерного горючего
Для того, чтобы в земных условиях осуществить управляемую само- поддерживающуюся реакцию термоядерного синтеза, необходимо выполнить условия,
называемые
критерием
Лоусона
Основные направления работ по УТС
В настоящее время считаются воз- можными 3 пути решения пробле- мы УТС:
1. Магнитное удержание плазмы
2. Инерционное удержание плазмы
3. Мюонный катализ
Магнитное удержание плазмы
Наибольшие успехи данного направления свя- заны с установками типа "Токамак".
Первая установка с замкнутой тороидальной камерой для разогрева и магнитного удержа- ния плазмы была построена в 1955 году в ИАЭ им. И.В.Курчатова в отделе, которым
руководил Л.А.Арцимович. Такие установки получили название "Токамак" (по первым слогам названий основных элементов конст-
рукции установки: тороидальная камера, 
магнитные катушки). 
