انواع واکنشها در همجوشی هسته‌ای

برای بهینه سازی کار رآکتورهای همجوشی و افزایش توان خروجی آنها راههای متعددی وجود دارد. یکی از این راهها انتخاب نوع واکنشیست که قرار است در رآکتور انجام بشود. نوعی از واکنش …

برای بهینه سازی کار رآکتورهای همجوشی و افزایش توان خروجی آنها راههای متعددی وجود دارد. یکی از این راهها انتخاب نوع واکنشیست که قرار است در رآکتور انجام بشود. نوعی از واکنش همجوشی بصورتی‌ است که در آن دو هسته سبک با یکدیگر واکنش داده و یک هسته سنگین‌تر را بوجود می‌آورند. یعنی حاصل ترکیب دو هسته دوتریم و تولید یک هسته ترتیم به علاوه یک هسته هیدروژن معمولی است. این واکنش انرژی ده می‌باشد.چون تفاوت انرژی بستگی هسته سنگین‌تر وهسته‌های سبکتر مقداری منفی است.در این واکنش مقدار انرژی تولیدی برابر۴MeV می‌باشد. قبلا گفته شد که باید برای انجام همجوشی هسته‌ها به اندازه کافی به هم نزدیک بشوند.این مقدار کافی حدودا معادل۳fm می‌باشد.چون در این فاصله‌ها انرژی پتانسیل الکترواسناتیکی دو دوترون در حدود ۰.۵MeVهست پس می‌توانیم با این مقدار انرژی دادن به یکی از دوترونها دافعه کولنی بین دوترونها ر شکسته و واکنش را شروع کنیم که بعد از انجام مقدار۴.۵MeVتولید می‌شود.(۰.۵MeVانرژی جنبشی به علاوه ۴MeVانرژی آزاد شده)

می‌توانیم رآکتور خود را طوری طراحی کنیم که دور دیواره بیرونی آن لیتیم مایع تحت فشار جریان داشته باشد.این لیتیم مایع گرمای تولیدی اضافی را از واکنش گرفته و به آب منتقل می‌کند و با تبدیل آن به بخار باعث می‌شود که توربین و ژنراتور به حرکت درآیند و برق تولید بشود.

اما چرا لیتیم؟

قبلا دیدید که مقرون به صرفه‌ترین واکنش در رآکتور همجوشی واکنش دوتریم . ترتیم است.در این واکنش دیدید که یک نوترون پر انرژی تولید می‌شد. این مساله یعنی نوترون زائی می‌تواند سبب تضعیف بخش‌هائی از رآکتور شود.از طرفی برای محیط زیست و مخصوصا سلامتی کسانی که در اطراف رآکتور فعالیت می‌کنند بسیار مضر است. اما اگر لیتیم را به عنوان خنک کننده داشته باشیم این جریان لیتیم همچنین نقش مهم کند کنندگی را بازی خواهد کرد.به این صورت که با نوترون اضافی تولید شده در واکنش ترکیب شده و سوخت گران قیمت و بسیار کمیاب رآکتور رو که همان ترتیم است تولید می‌کند. واکنش دقیق آن به شکل زیر است. البته در این مورد باید ضخامت لیتیم مایع در جریان حداقل یک متر باشد.