Hvor varm skal en fusionsreaktion være?

Den temperatur, der kræves for at en fusionsreaktion kan forekomme, er utroligt høj, i størrelsesordenen titusinder af millioner grader celsius . Denne ekstreme varme er nødvendig for at overvinde den elektrostatiske frastødning mellem de positivt ladede atomkerner, hvilket giver dem mulighed for at komme tæt nok til, at den stærke atomkraft binder dem sammen og frigiver energi.

Her er en sammenbrud:

* deuterium-tritium (D-T) fusion: Dette er den mest almindelige reaktion, der bruges i forskning og betragtes som den mest sandsynlige for fremtidige kraftværker. Det kræver en temperatur på omkring 150 millioner grader Celsius .

* Andre fusionsreaktioner: Andre reaktioner, som dem, der involverer deuterium-deuterium (D-D) eller helium-3, kræver endnu højere temperaturer.

Hvorfor så høje temperaturer?

* Elektrostatisk frastødning: Atomkerner har en positiv ladning, der afviser hinanden på grund af den elektromagnetiske kraft. Denne frastødelse er meget stærk i tæt afstande.

* kinetisk energi: For at overvinde den elektrostatiske frastødning har kernerne brug for nok kinetisk energi til at komme tæt nok til at interagere. Denne kinetiske energi er direkte relateret til temperatur.

* kvantetunneling: Ved disse høje temperaturer kan nogle kerner overvinde den elektrostatiske barriere gennem et kvantefænomen kaldet tunneling.

Opnåelse af disse temperaturer:

* Magnetisk indeslutning Fusion: Denne tilgang bruger stærke magnetiske felter til at begrænse den varme, ioniserede gas (plasma) væk fra reaktorens vægge.

* inertial indeslutningsfusion: Denne tilgang bruger lasere eller partikelstråler til at komprimere og opvarme et mål, der indeholder fusionsbrændstof, hvilket skaber ekstremt høje temperaturer og densiteter.

Det er vigtigt at bemærke, at disse temperaturer kun kræves inden for kernen i fusionsreaktionen. Det omgivende miljø kan være meget køligere.