V této úvodní kapitole se pokusíme nastínit některé metodologické aspekty stavby fyziky a jejího začlenění do kontextu ostatní přírodovědy a vědeckého poznání vůbec. Tyto metodologické poznámky mohou být zajímavé např. pro studenty a zájemce nefyzikálních profesí, kteří si chtějí udělat ucelený obraz o fyzikálních aspektech zkoumání přírody.
■ Bezpečnost provozu zatímco štěpný reaktor uvnitř uloženo nadkritické množství štěpného
paliva celou dobu provozu palivových článků hrozí nebezpečí nekontrolovatelné jaderné
reakce, přehřátí reaktoru pod.
■ Čistota nedochází ohrožení radioaktivitou, produkty vznikající při jaderné syntéze zásadě
nejsou radioaktivní (výsledným "odpadem" neškodné hélium).
*) Analogie chemického hoření termonukleární fúze
Nukleární fúze určitou "jadernou analogií" chemického slučování atomů, např. Přitom musí překonat Coulombovské
elektrické odpudivé síly působící mezi souhlasně kladně nabitými jádry, což mohou udělat jedině
urychlením velké kinetické energie.2008 12:13:33]
. Radioaktivní tritium lze v
budoucím reaktoru vyrábět spotřebovávat uzavřeném cyklu neutrony vznikající při syntéze
mohou jadernou reakcí lithiem produkovat tritium:
6Li3 1n0→ 3H1 4He2 7Li3 1n0→ 3H1 4He2 1n0 ,
které pak spaluje syntézou deuteriem neaktivní hélium. Vojtěch Ullmann: Jaderná radiační fyzika.
Termojaderné reakce
Jak slučování jader uskutečnit? tomu, aby dvě jádra mohla sloučit, musí vzájemně přiblížit sobě
na vzdálenost ≈10-13cm, kde začnou působit přitažlivé jaderné síly. Reagující
deuterium tritium pro uskutečnění jaderné syntézy třeba zahřát teplotu min.10.htm (29 34) [15. Zahřátí paliva dostatečně vysokou teplotu způsobí, kinetická
energie tepelného pohybu atomů reagujícího paliva vzroste takovou hodnotu, stačí překonání
elektrostatické odpudivé bariéry mezi jádry paliva syntéza jader může proběhnout *).cz/JadRadFyzika3. Pro experimentální účely toho lze sice dosáhnout pomocí
urychlovače (ostřelovat např. urychlenými deuterony tritiový terčík), avšak množství takto slučovaných
jader bude zcela mizivé většina dodané kinetické energie přemění teplo. ≈107stupňů. Oproti štěpení jader má
jaderná syntéza velké principiální výhody:
■ Podstatně vyšší energetická účinnost vztahu hmotností jednotku paliva zhruba 10-
krát vyšší než štěpných reakcí.3 Jaderné reakce
2H1 2H1 3H1(1,0MeV) 1H1(3,0MeV) celkový výtěžek 4,03 MeV
2H1 3H1 4He2(3,5MeV) 1n0(14,1MeV) celkový výtěžek 17,6 MeV
1H1 3H1 4He2 (19,9MeV) celkový výtěžek 19,9 MeV
2H1 6Li3 4He2(11,2MeV) 4He2(11,2MeV) celkový výtěžek 22,4 MeV
Pro energetické využití nich nejzajímavější reakce mezi deuteriem (Dş2H1) tritiem (Tş3H1) :
2H1 3H1 4He2 1n0 17,6MeV ,
která probíhá všech nejsnadněji uvolňuje při značné množství energie; uvolněnou energii
odnášejí formě své kinetické energie neutron (14,1MeV) jádro hélia (3,5MeV)., termojaderného reaktoru bude palivo přiváděno postupně v
malých množstvích, přičemž jakákoli porucha funkce naruší optimální podmínky pro průběh fúze a
reakce samovolně zastaví. Pro realizaci jaderné
syntézy makroskopickém měřítku existuje jediná cesta: provést reakci při velmi vysoké teplotě odtud
název termonukleární reakce.
http://astronuklfyzika.RNDr. 1. běžného hoření (slučování kyslíkem). Při
takové teplotě každá látka nachází stavu plně ionizované plazmy všechny atomy jsou rozloženy na
volné elektrony holá jádra; tato jádra pak mohou prudce srážet vzájemně slučovat
