Например, реакция между протоном (¹H) и бором (⁹B) также является предметом исследований: ¹H + ⁹B → ⁴He + ⁶Li + 8.7 MeV Однако эта реакция требует значительно более высоких температур и энергетических затрат (Hoffman et al., 2016).
#### 2.2 Условия для термоядерного синтеза Для успешного осуществления термоядерного синтеза необходимо создать определенные условия:
1. Высокая температура: Для преодоления кулоновского барьера между ядрами требуется температура порядка 100 миллионов градусов Цельсия. Это достигается с помощью различных методов, таких как инерциальный или магнитный сжатие.
2. Высокая плотность плазмы: Плотность плазмы должна быть достаточно высокой для увеличения вероятности столкновения ядер. В современных токамаках плотность плазмы достигает 10^20 м^-3 (Kirkpatrick & Chernin, 2009).
3. Достаточное время удержания: Плазма должна оставаться в состоянии термоядерного синтеза достаточно долго, чтобы обеспечить значительное количество реакций. В токамаках это время удержания составляет миллисекунды.
4. Конфайнмент плазмы: Для удержания плазмы используются магнитные поля (например, в токамаках и стелларах) или инерциальное сжатие (в лазерных установках). В токамаке используется магнитное поле, создаваемое током в плазме и внешними катушками. Примером оборудования, использующего эти принципы, является ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor), который должен продемонстрировать возможность достижения положительного энергетического баланса в термоядерном синтезе (ITER Organization, 2021).
#### 2.3 Энергия связи и её роль в синтезе Энергия связи – это энергия, необходимая для разделения ядра на его составные части. Важным аспектом термоядерного синтеза является то, что при образовании более тяжелых ядер выделяется энергия, которая определяется разностью энергии связи до и после реакции. Энергия связи на нуклон для различных элементов имеет разные значения. Например: – Для гелия (⁴He) энергия связи составляет примерно 7.07 МэВ на нуклон. – Для углерода (¹²C) энергия связи составляет около 7.68 МэВ на нуклон. Таким образом, при синтезе легких элементов в более тяжелые выделяется энергия, что делает процесс термоядерного синтеза экзотермическим. Как указывает профессор Эдвард Теллер: "Энергия связи является движущей силой термоядерного синтеза и объясняет, почему легкие элементы стремятся объединяться" (Teller, 1984). #### Пример расчета Рассмотрим реакцию синтеза дейтерия и трития: ²H + ³H → ⁴He + n Энергия связи для дейтерия составляет около 2.2 МэВ, а для трития – около 4.8 МэВ. Энергия связи для гелия составляет примерно 28.3 МэВ (7.07 МэВ на нуклон × 4 нуклона). Таким образом, разница в энергии связей может быть рассчитана следующим образом: E_выделяемая = E_связи до – E_связи после = (2.2 + 4.8) – 28.3 = -21.3 MeV Таким образом, при каждой реакции выделяется примерно 17.6 МэВ энергии, что делает термоядерный синтез крайне эффективным процессом.