Question

Почему в будущем планируется осуществлять реакцию синтеза дейтерия и трития, а не реакцию дейтерия и 3/2He? D + 3He > 4He (3.6 MeV) + p (14.7 MeV)D + T > 4He (3.5 MeV) + n (14.1 MeV)D + D > T (1.01MeV) + p (3.02 MeV)

Answer 1

Ответ:

Да, казалось бы, что реакция дейтерия и ³Не энергетически более выгодная (18,3 МэB >17,6 МэВ), но, как пишут справочники:

"Содержание ³He в выделенном из атмосферы гелии ничтожно мало, отношение ³He/⁴He для воздуха равно 1,1⋅10⁻⁶ .

Answer 2

На момент завершения моего обучения в сентябре 2021 года, реакции синтеза дейтерия и трития (D + T) и дейтерия и гелия-3 (D + 3He) рассматривались как потенциальные источники энергии в будущем, особенно в контексте ядерных слияний. Обе эти реакции могут осуществляться при достаточно высокой температуре и давлении, подобных тем, которые существуют в ядерных реакциях на Солнце.

Однако существует несколько факторов, которые могут влиять на выбор между этими двумя реакциями:

1. Тепловое и энергетическое выходы: Реакция D + T имеет слегка более высокий тепловой выход, чем реакция D + 3He. Это означает, что при одинаковых условиях D + T может генерировать больше энергии.

2. Необходимость в тритии: Реакция D + T требует наличие трития (трехядерного изотопа водорода), который является радиоактивным и относительно редким в природе. С другой стороны, реакция D + 3He требует только дейтерия и гелия-3, которые более широко доступны.

3. Контролируемость: В реакции D + T образуется альфа-частица и нейтрон, а в реакции D + 3He образуется альфа-частица и протон. Нейтроны имеют свойство вызывать радиацию и могут быть сложнее для контроля и управления.

4. Сложность реализации: Реакция D + 3He требует выше температуры для инициирования сравнительно более сложной реакции. Реакция D + T происходит при более низкой температуре и является более "легкой" с точки зрения достижения необходимых условий.

5. Специфика среды: Выбор реакции также может зависеть от конкретных условий и среды, в которой проводится реакция, таких как температура, давление, доступность топлива и т.д.

Итак, в выборе между реакцией D + T и D + 3He могут сыграть роль экономические, технические и научные соображения, в зависимости от целей и возможностей в будущем.