Bài 39. Phản ứng nhiệt hạch

PHẢN ỨNG NHIỆT HẠCH

I. Cơ chế của phản ứng nhiệt hạch

1. Phản ứng nhiệt hạch

Phản ứng nhiệt hạch là phản ứng trong đó hai hạt nhân nhẹ tổng hợp lại thành một hạt nhân nặng hơn.

Thường ta chỉ xét các hạt nhân có \(A\le10.\)

Phản ứng trên tỏa năng lượng: \(W_{tỏa}=17,6\) MeV/1hạt nhân

2. Điều kiện thực hiện

• Hỗn hợp nhiên liệu phải được chuyển sang trạng thái plasma. 
• Phải tăng tốc các hạt nhân để chúng có động năng lớn, có thể tiếp xúc nhau. Người ta thường phải tăng nhiệt độ của hôn hợp plasma lên cỡ 100 triệu độ.
• Ngoài ra, mật độ hạt nhân trong plasma phải đủ lớn và thời gian duy trì trạng thái plasma ở nhiệt độ cao cũng phải đủ lớn. 

II. Năng lượng nhiệt hạch

Năng lượng tỏa ra bởi các phản ứng nhiệt hạch gọi là năng lượng nhiệt hạch.

\(^1_1H+^3_1H\rightarrow_2^4He\)

\(_1^2H+_1^2H\rightarrow_2^4He\)

\(_1^2H+_1^3H\rightarrow_2^4He+_0^1n\)

Năng lượng tỏa ra khi tổng hợp 1 g heli gấp 10 lần năng lượng tỏa ra khi phân hạch 1 g urani, gấp 85 lần năng lượng tỏa ra khi đốt 1 tấn than.

Năng lượng nhiệt hạch là nguồn gốc năng lượng của hầu hết các sao.

III. Phản ứng nhiệt hạch trên Trái Đất

Trên Trái Đất, loài người đã tạo ra phản ứng nhiệt hạch khi thử quả bom \(H\) và đang nghiên cứu tạo ra phản ứng nhiệt hạch có điều khiển.

Với những ưu việt không gây ô nhiễm (sạch) và nguyên liệu dồi dào, năng lượng nhiệt hạch hứa hẹn sẽ là nguồn năng lượng của hế kỉ XXI.