БОШҚАРИЛАДИГАН ТЕРМОЯДРО СИНТЕЗИ

БОШҚАРИЛАДИГАН ТЕРМОЯДРО СИНТЕЗИ (БТС) — енгил атом ядроларининг қўшилиш, бирикиш, яъни синтез жараёни. Бунда термоядро энергияси ажралиб чиқади. Mac, дейтерийнинг икки ядроси қўшилганда реакция икки йўналишда бориши мумкин: Н2+Н2>Не3+п, Иккала реакциянинг бўлиши эҳтимоли тахм. бирдай. Биринчи реакцияда ҳар бир синтез (қўшилиш, бирикиш)да 3,25 МэВ, иккинчисида эса 4 МэВ энергия ажралади. Элементлар даврий тизимининг бошида жойлашган енгил элементлар ядроларининг бирикиш реакциясидан энергия олишнинг янги манбаи сифатида фойдаланиш масаласи алоҳида қизиқиш туғдиради, чунки ер юзида енгил элементларнинг захиралари битмастуганмасдир. Бу реакциянинг бошланиши учун моддаларни табиий шароитда олиш мумкин бўлган иссиқликдан жуда кўп марта юқори трада қиздириш керак. Бироқ термоядро реакциясини бошқара билиш — бу ҳали термоядро энергетикасини қуриш муаммосининг ҳал этилиши эмас. Бу муаммони ҳал қилиш учун қиздиришга сарф бўладиган энергия термоядро реакцияси кетаётганда ажралиб чиқадиган энергиядан кам бўлиши ва ўзўзидан давом этувчи термоядро жараёни вужудга келиши зарур. Қўшилиш, бирикиш (синтез) жараёни рўй бериши учун 2 енгил ядрони шу ядролар ўртасида тортишиш кучлари таъсир этадиган даражада яқинлаштириш керак. Шундагина бу ядролар битта бўлиб қўшилиши мумкин. Маълумки, ядро кучлари 1013 см чамаси масофада таъсир эта олади. Демак, қўшилиш реакциясига киришувчи ядроларни шундай масофага қадар яқинлаштириш керак. Лекин бундай масофада ядролар ўртасида ниҳоят даражада катта Кулон итаришиш кучлари — ядролар орасидаги масофа квадратига тескари мутаносиб электр кучлар таъсир этади. Бу кучларни енгиш учун реакцияга киришувчи ядролар катта (ўнларча кэВ) кинетик энергияга эга бўлиши керак. Шунинг учун, юзаки қараганда, ядро реакцияларини зарядланган зарралар ёрдамида давом эгтириш мумкин эмасдек кўринади.

Системада тра жуда юқори бўлганда модда (дейтерий)нинг кўпгина атомлари батамом ионлашган, яъни электрон қобиқлари батамом йўқолган, гўёки икки хил газ — эркин электронлар ва дейтерий ядроларидан иборат газ аралашмасига айланади. Модданинг бундай ҳолати плазма дейилади. Агар дейтерий ядролари ичида кинетик энергияси бир неча ўн кэВ бўлган ядролар етарли бўлса, бундай ядролар тўқнашуви натижасида қўшилиш реакцияси рўй беради дейиш мумкин. Умуман айтганда, моддани плазма ҳолатига ўтказиш учун у бир неча юз млн. градусга қадар қизиши керак. Шундай трада қўшилиш реакциясининг дастлабки аломатлари пай до бўла бошлайди. Бу реакцияларнинг термоядро синтези (ядро — иссиқлик) реакциялари номи билан аталишининг сабаби ҳам шунда. Термоядро реакциялари энергетик жиҳатдан фойдали бўлиши учун плазма т-раси ўта юқори бўлиши керак. Қуёш ва юлдузлар ички соҳаларининг т-раси шундай юқори бўлиб, уларда кўп млрд. йиллардан бери жадал (интенсив) равишда термоядро реакциялари давом этмоқда. Шундай қилиб, термоядро реакциясида ажралиб чиқувчи ядро энергиясидан фойдаланиш учун ерда қуёш моделига ўхшаш қурилма вужудга келтириш керак бўлади.

Турли мамлакатларда сунъий йўл б-н олинган плазманинг т-раси 100— 150 млн. градус атрофида. Бироқ бу тра ўз-ўзидан давом этувчи турғун термоядро жараёнлари учун камлик қилади. Узлуксиз синтез реакцияси кетиши учун синтез қилинувчи моддалар плазма т-расида етарлича узоқ вакт ушлаб турилган ва плазманинг ҳажми ўзгартирилмай сақланган тақдирдагина жуда кўп ядро реакцияда иштирок этиб, турғун ядро синтези жараёни вужудга келади. Плазманинг зичлиги етарли бўлмаса, ядро синтези бораётганда энергия жуда кам ажралиб чиқади, бундай реакция тажриба учун бефойда бўлиб қолади. Реакторда магнит майдон ҳосил қилинади, шу магнит майдон туфайли плазма реактор деворига тегиб совумайди. Зарядланган зарраларни магнит майдонда ушлаб туриб, плазма атрофига тўплаш мумкин, шунда плазманинг т-раси яна ҳам ортади.

Дунёда ядро синтези билан ишлайдиган бир неча тажриба қурилмалари мавжуд. АҚШ, Англия, Франция, Германия, Япония, Россия ва б. мамлакатларда олиб борилаётган и. т. ишларининг кўпчилиги термоядро реакцияларини бошқаришни ўрганишга қаратилган. БТС халқ хўжалигининг барча тармоқларини узоқ давр мобайнида зарур миқдорда энергия б-н таъминлаб туриш имкониятини беради. Бироқ БТСга энергия олишнинг энг сўнгги манбаи деб қараш хато, чунки физика фани ихтиёрида бошқа бақувватроқ энергия манбалари ҳам мавжуд.

Шуни қайд қилиш керакки, тадқиқотчиларнинг Ерда сунъий юлдуз моддаларини ҳосил қилиш устидаги кўп йиллик и. т. ишларидан ҳозирча арзигулик натижа олинмаган, бироқ ҳар бир янги амалий ёки назарий натижа БТСни амалга ошириш кунини яқинлаштиради.