Boshqariladigan
termoyadro sintezi
Boshqariladigan termoyadro sintezi
(BTS) — yengil atom yadrolarining qoʻshilish, birikish,
yaʼni sintez jarayoni. Bunda termoyadro energiyasi ajralib chiqadi. Mac, deyteriyning ikki
yadrosi qoʻshilganda reaksiya ikki yoʻnalishda borishi mumkin:N2+N2>Ne3+p, Ikkala
reaksiyaning boʻlishi ehtimoli taxminan birday. Birinchi reaksiyada har bir sintez (qoʻshilish,
birikish)da 3,25 MeV, ikkinchisida esa 4 MeV energiya ajraladi. Elementlar davriy tizimining
boshida joylashgan yengil elementlar yadrolarining birikish reaksiyasidan energiya olishning
yangi manbai sifatida foydalanish masalasi alohida qiziqish tugʻdiradi,
chunki yer yuzida
yengil elementlarning zaxiralari bitmastuganmasdir. Bu reaksiyaning boshlanishi uchun
moddalarni tabiiy sharoitda olish mumkin boʻlgan issiqlikdan juda koʻp marta yuqori trada
qizdirish kerak. Biroq termoyadro reaksiyasini boshqara bilish — bu hali termoyadro
energetikasini qurish muammosining hal etilishi emas. Bu muammoni hal qilish uchun
qizdirishga sarf boʻladigan energiya termoyadro reaksiyasi ketayotganda ajralib chiqadigan
energiyadan kam boʻlishi va oʻz-oʻzidan davom etuvchi termoyadro
jarayoni vujudga kelishi
zarur. Qoʻshilish, birikish (sintez) jarayoni roʻy berishi uchun 2 yengil yadroni shu yadrolar
oʻrtasida tortishish kuchlari taʼsir etadigan darajada yaqinlashtirish kerak. Shundagina bu
yadrolar bitta boʻlib qoʻshilishi mumkin. Maʼlumki, yadro kuchlari 1013 sm chamasi masofada
taʼsir eta oladi. Demak, qoʻshilish reaksiyasiga kirishuvchi yadrolarni shunday masofaga
qadar yaqinlashtirish kerak. Lekin bunday masofada yadrolar oʻrtasida nihoyat darajada katta
Kulon itarishish kuchlari — yadrolar orasidagi masofa kvadratiga
teskari mutanosib elektr
kuchlar taʼsir etadi. Bu kuchlarni yengish uchun reaksiyaga kirishuvchi yadrolar katta
(oʻnlarcha keV) kinetik energiyaga ega boʻlishi kerak. Shuning uchun, yuzaki qaraganda, yadro
reaksiyalarini zaryadlangan zarralar yordamida davom egtirish mumkin emasdek koʻrinadi.
Sistemada tra juda yuqori boʻlganda modda (deyteriy)ning koʻpgina atomlari batamom
ionlashgan, yaʼni elektron qobiqlari batamom yoʻqolgan, goʻyoki ikki xil gaz — erkin elektronlar
va deyteriy yadrolaridan iborat gaz aralashmasiga aylanadi. Moddaning
bunday holati plazma
deyiladi. Agar deyteriy yadrolari ichida kinetik energiyasi bir necha oʻn keV boʻlgan yadrolar
yetarli boʻlsa, bunday yadrolar toʻqnashuvi natijasida qoʻshilish reaksiyasi roʻy beradi deyish
mumkin. Umuman aytganda, moddani plazma holatiga oʻtkazish uchun u bir necha yuz mln.
gradusga qadar qizishi kerak. Shunday trada qoʻshilish reaksiyasining dastlabki alomatlari
pay do boʻla boshlaydi. Bu reaksiyalarning termoyadro sintezi (yadro — issiqlik) reaksiyalari
nomi bilan atalishining sababi ham shunda. Termoyadro reaksiyalari
energetik jihatdan
foydali boʻlishi uchun plazma temperaturasi oʻta yuqori boʻlishi kerak. Quyosh va yulduzlar
ichki sohalarining temperaturasi shunday yuqori boʻlib, ularda koʻp mlrd. yillardan beri jadal
(intensiv) ravishda termoyadro reaksiyalari davom etmoqda. Shunday qilib, termoyadro
reaksiyasida ajralib chiquvchi yadro energiyasidan foydalanish uchun yerda quyosh modeliga
oʻxshash qurilma vujudga keltirish kerak boʻladi.
Turli mamlakatlarda sunʼiy yoʻl bilan olingan plazmaning temperaturasi 100—150 mln.
gradus
atrofida. Biroq bu tra oʻz-oʻzidan davom etuvchi turgʻun termoyadro jarayonlari uchun kamlik
qiladi. Uzluksiz sintez reaksiyasi ketishi uchun sintez qilinuvchi moddalar plazma
temperaturasida yetarlicha uzoq vaqt ushlab turilgan va plazmaning hajmi oʻzgartirilmay
saqlangan taqdirdagina juda koʻp yadro reaksiyada ishtirok etib, turgʻun yadro sintezi jarayoni
vujudga keladi. Plazmaning zichligi yetarli boʻlmasa, yadro sintezi borayotganda energiya
juda
kam ajralib chiqadi, bunday reaksiya tajriba uchun befoyda boʻlib qoladi. Reaktorda
magnit maydon hosil qilinadi, shu magnit maydon tufayli plazma reaktor devoriga tegib
sovumaydi. Zaryadlangan zarralarni magnit maydonda ushlab turib, plazma atrofiga toʻplash
mumkin, shunda plazmaning temperaturasi yana ham ortadi.
Dunyoda yadro sintezi bilan ishlaydigan bir necha tajriba qurilmalari mavjud. AQSH, Angliya,
Fransiya, Germaniya,
Yaponiya, Rossiya va boshqa mamlakatlarda olib borilayotgan i.t.
ishlarining koʻpchiligi termoyadro reaksiyalarini boshqarishni oʻrganishga qaratilgan. BTS xalq
xoʻjaligining barcha tarmoqlarini uzoq davr mobaynida zarur miqdorda energiya bilan
taʼminlab turish imkoniyatini beradi. Biroq BTSga energiya olishning eng soʻnggi manbai deb
qarash xato, chunki fizika fani ixtiyorida boshqa baquvvatroq energiya manbalari ham
mavjud.
Shuni qayd qilish kerakki, tadqiqotchilarning Yerda sunʼiy yulduz
moddalarini hosil qilish
ustidagi koʻp yillik i.t. ishlaridan hozircha arzigulik natija olinmagan, biroq har bir yangi amaliy
yoki nazariy natija BTSni amalga oshirish kunini yaqinlashtiradi.
Adabiyotlar
