Reakcja termojądrowa

Reakcja termojądrowa, synteza jądrowa lub fuzja jądrowa
zjawisko polegające na złączeniu się dwóch lżejszych jąder w jedno cięższe, często z uwolnieniem dużej ilości energii.
Cięższe jądro może jednak być lżejsze niż suma jego składników. Tę różnicę nazywamy energią wiązania albo defektem masy. Jest to zysk energetyczny, który może być przekształcony w energię.
Jądra atomowe mają dodatni ładunek elektryczny i dlatego się odpychają – aby doszło do ich połączenia muszą zbliżyć się na tyle blisko, by siły oddziaływań jądrowych pokonały odpychanie elektrostatyczne. Niezbędnym warunkiem do tego jest prędkość (energia) jąder. Wysoką energię (prędkość) jąder uzyskuje się w bardzo wysokich temperaturach lub rozpędzając jądra w akcelatorach cząstek.
Przedrostek termo pochodzi od głównego sposobu w jaki wywoływana jest ta reakcja, w gwiazdach i bombie wodorowej, czyli przez podniesienie temperatury.
Reakcja termojądrowa jest głównym źródłem energii gwiazd i przemian we Wszechświecie.
Źródło energii słonecznej bierze się w 99% z reakcji zamiany (tzw. fuzji) wodoru w hel. Dochodzi do tego w jądrze słonecznym, gdzie występuje dostatecznie wysoka temperatura 15 milionów stopni.
Przebiega ona w następujący sposób:
1H + 1H ==> 2D + e+ + neutrino
Jeden z dwóch protonów (jąder wodoru) jest zamieniany w neutron, pozytron i neutrino.
Następnie mamy kolejną reakcję:
2D + 1H ==> 3He + foton gamma
Deuter absorbuje proton i tworzy 3He (2 protony i neutron). Podczas tej reakcji emitowany jest foton gamma.
I w końcu:
3He + 3He ==> 4He + 1H + 1H + foton gamma
Musimy pamiętać że zgodnie z teorią względności masa i energia są równoważne: E=mc2. W przedstawionych reakcjach cztery jądra wodoru zamieniane są w hel, ale suma mas wejściowych jest większa od masy helu. Ta różnica mas jest zamieniana na energię fotonów w 98% i neutrin w pozostałej części. Słońce promieniuje zatem energią kosztem utraty swej masy. W ciągu sekundy chudnie o 4 miliony ton. W porównaniu jednak z jego całkowitą masą jest to bardzo niewielka strata.