Ядерний синтез
Найбільшу енерговиділення (у розрахунку на один нуклон) відбувається при злитті легких ядер – так званих реакціях синтезу. Щоб вступити в реакцію, позитивно заряджені ядра повинні подолати кулоновский бар’єр і наблизитися на відстань сильної взаємодії, що не перевищує розмірів самого ядра. Тому вони повинні володіти надзвичайно великою кінетичною енергією, що означає високі температури (десятки мільйонів градусів і вище). З цієї причини реакції синтезу ще називають термоядерними.
Приклад ядерної реакції синтезу – утворення гелію-4 з вильотом нейтрона при злитті ядер дейтерію і тритію:
21H + 31H → 42He + 10n.
Тут вивільняється енергія 17,6 Мев, що в розрахунку на один нуклон більш ніж в 3 рази перевищує енергію поділу урану. З них 14,1 Мев припадає на кінетичну енергію нейтрона і 3,5 Мев – ядра гелію-4. Така істотна величина створюється за рахунок величезної різниці в енергіях зв’язку ядер дейтерію (2,2246 Мев) і тритію (8,4819 Мев) з одного боку, і гелію-4 (28,2956 Мев) – з іншого.
В реакціях поділу ядра вивільняється енергія електричного відштовхування, у той час як при синтезі енерговиділення відбувається за рахунок сильної взаємодії – самого потужного в природі. Це і визначає настільки значний енергетичний вихід даного типу ядерних реакцій.
