Kodolsintēze - nākotnes enerģijas avots

Mākslīgā saule
Kodolsintēze, kurā no vieglāko ķīmisko elementu atomiem veidojas smagāki, ir galvenais zvaigžņu enerģijas avots. Zvaigznes “panāk” kodolsintēzei nepieciešamos apstākļus – lielu spiedienu un augstu temperatūru – ar savu milzīgo masu, kas gravitācijas iedarbībā spiež un sakarsē zvaigznes centrālo daļu, kur tad arī aptuveni 10 miljonu grādu temperatūrā darbojas “atomkatls”. Uz Zemes nav iespējas un arī vajadzības koncentrēt tik lielu masu, tāpēc zinātnieki paaugstina darbvielas – plazmas – temperatūru līdz 100 miljoniem grādu, tad nav nepieciešams tik liels spiediens.
Kodolsintēzes reaktorā enerģija izdalās, apvienojoties diviem vieglo atomu kodoliem. Šajā procesā neliels masas daudzums pārvēršas lielā enerģijas daudzumā saskaņā ar slaveno Einšteina formulu E=mc2. Lai sāktos kodolsintēzes reakcija, atomu kodolus satuvina ļoti cieši, taču tam pretojas elektriskie atgrūšanās spēki, jo atomu kodoli ir pozitīvi lādēti. Atgrūšanās spēku pārvarēšanai tad arī nepieciešama superaugstā temperatūra, jo augstā temperatūrā atomiem ir liels kustības ātrums, un tie saduras tik spēcīgi, ka sāk darboties kodolspēki. Kad attiecīgie apstākļi panākti, reakcija var sākties.
Ko tad pilda “atomkatlā”?
Visvienkāršāk veicamā kodolsintēzes reakcija ir ūdeņraža izotopu deitērija un tritija saplūšana. Atšķirībā no parastā ūdeņraža, kam ir tikai 1 protons, Deitērija kodolā ir 1 protons un 1 neitrons, bet tritija kodolā – 1 protons un 2 neitroni. Apvienojoties šiem kodoliem, rodas hēlija atoma kodols, kas sastāv no 2 protoniem un 2 neitroniem, bet 1 neitrons paliek pāri. Simbolu veidā šo reakciju pieraksta šādi:

…