Jaderná fúze

Z Wikipedie, otevřené encyklopedie
Skočit na: Navigace, Hledání

Jaderná fúze (nukleární fúze) je jaderná reakce, při které dochází ke sloučení lehkých atomových jader a zároveň dochází k uvolnění energie. Termojaderná fúze probíhající za vysokých teplot je zdrojem energie většiny hvězd včetně Slunce.

Proti slučování jader působí odpudivá elektrická interakce (obě jádra jsou kladně nabitá). Dostanou-li se však lehká jádra dostatečně blízko k sobě, převládne nad elektrickou silou přitažlivá jaderná síla a obě jádra se sloučí. Rozdíl mezi klidovými hmotnostmi jader před a po sloučení se uvolní ve formě energie.

Termonukleární fúze[editovat | editovat zdroj]

Podrobnější informace naleznete v článku Termonukleární fúze.

Jedním ze způsobů, jak může fúze probíhat, je působení vysoké teploty a tlaku, kdy do sebe jádra mohou narazit s dostatečnou energií k překonání coulombovské bariéry. V tom případě mluvíme o termonukleární fúzi.

V jádru Slunce a dalších menších hvězd hlavní posloupnosti probíhá takzvaný proton-protonový cyklus, kdy se slučují samotné protony (jádra vodíku) na helium. U větších hvězd ke stejné proměně dochází cyklem C-N-O.

Ve starších hvězdách dále dochází k 3-alfa reakci, kdy se protonovým cyklem vytvořené helium přeměňuje na uhlík. Ve větších hvězdách pak fúzemi vznikají i další prvky jako je neon, kyslík nebo křemík. Nejtěžší prvek vznikající ve hvězdách termonukleární fúzí je železo, které má příliš silné vazby (fúze energii neprodukuje, ale spotřebovává) a při jeho nahromadění dochází ke gravitačnímu kolapsu a explozi supernovy. Těžší prvky ve vesmíru vznikají jinými typy nukleosyntézy, například při této explozi.

Jaderná fúze za studena[editovat | editovat zdroj]

Podrobnější informace naleznete v článku Studená fúze.

Existuje také jaderné fúze bez použití vysokých teplot, nicméně není známý způsob, jak je uplatnit jako zdroj energie. Mezi tyto způsoby patří např. mionová katalýza, pyroelektrická fúze a některé další.

Využití v energetice[editovat | editovat zdroj]

Fúze deuteria a tritia za vzniku neutronu a helia

Snaha po využití jaderné fúze jako zdroj energie je předmětem bádání, jehož cílem je vytvořit fúzní reaktor. K tomuto zkoumání slouží zejména tokamaky a stelarátory.

Jednorázovou jadernou fúzní reakci není těžké vyvolat (lze jí dosáhnout např. elektrickým výbojem[1]), je ale obtížné udržet ji v reaktoru po delší dobu a zajistit kladnou bilanci získané energie ku dodané.

Reakce teoreticky použitelná pro výrobu energie na Zemi je syntéza deuteria a tritia:

D + T4He + n

Deuterium je v přírodě běžně se vyskytující izotop vodíku. Ve svém jádře obsahuje jeden proton a jeden neutron. Tritium je izotop vodíku, který oproti deuteriu obsahuje ještě jeden neutron navíc. Vyskytuje se velmi vzácně, protože jeho poločas rozpadu je 12 let.

Reference[editovat | editovat zdroj]

  1. http://www.rozhlas.cz/leonardo/technologie/_zprava/jaderna-fuze-ve-skolni-laboratori--1327999 - Jaderná fúze ve školní laboratoři

Související články[editovat | editovat zdroj]