Rieth József: Anyagvilág - Háttérismeret Tartalomjegyzékhez < Világképem < (Planck-időszak, Anyag-időszak) A magfúzió olyan magreakció, ami során két kisebb atommag egyesül egy nagyobbat eredményezve. Ez a folyamat lehet exoterm vagy endoterm, a kiinduló magok atomtömegétől függően. Az elemek közül a vas és a nikkel a legstabilabbak (ők rendelkeznek a legnagyobb fajlagos kötési energiával). Ha a fúzióban résztvevő elemek könnyebbek a vasnál, akkor a folyamat energiafölszabadulással jár, ellenkező esetben energiát kell befektetni. Ez a folyamat játszódik le a csillagokban és a hidrogénbomba robbanásakor. A vasnál nehezebb elemek fúziója (endoterm voltukból kifolyólag) szélsőséges feltételeket követel, mint például a szupernóva robbanás. A természetben található elemek mind csillagokban és szupernóva robbanás közben jöttek létre. Az atommagot az erős kölcsönhatás tartja össze, ami nukleonok között hat, nagyon rövid távolságon (10−15 m). Az atommagok nagyobb távolságokon viszont taszítják egymást, mert töltésük pozitív. Így kialakul egy potenciálgát, ami a D-T (deutérium-trícium) esetében 0,1 MeV. Hogy a fúzió megtörténjen, az atommagoknak le kell győzniük a potenciálgátat. Ezt megtehetik a plazmában, amit termonukleáris fúziónak neveznek, és a későbbiekben is erről lesz szó. Ha átszámoljuk a 0,1 MeV-ot hőmérsékletre, akkor 109 kelvint kapunk, ami nagyon magas hőmérséklet (főleg, ha tudjuk, hogy egyik fém se nagyon bírja a 3000 kelvinnél magasabb hőmérsékletet). Ezen segít két effektus: 1.a Maxwell-féle sebességeloszlás szerint a sokkal alacsonyabb hőmérsékletű plazmában is vannak nagy megfelelő energiájú atomok (csak kevés) 2.az alagúteffektus megengedi, hogy a kisebb energiájú atommagok is átjussanak a potenciálgáton
Ez a két effektus sem csökkenti a kívánt hőmérsékletet emberibb értékekre. Ezért a plazmát össze kell nyomni, hogy a hőmérséklete megnőjön. Ezt három módon lehet elérni:
legyen exoterm kicsi legyen a protonok száma (kevésbé taszítják egymást az atommagok) – tehát a legkönnyebb elemek között kell keresni két kiindulási anyag legyen két reakciótermék legyen (az energia- és impulzusmegmaradás miatt) Ezek alapján a lehetséges reakciókat a következő táblázat foglalja össze:
A p a közönséges hidrogént, a D a deutériumot, a T pedig a tríciumot jelöli. Fúziós energiatermelés a csillagok belsejében.A csillagok magjában a könnyebb elemek nehezebbé való alakulása biztosítja a folyamatos sugárzáshoz szükséges energiát. Először a hidrogén héliummá való alakulása történik, majd a csillag későbbi állapotában (vörös óriás) a mag magasabb hőmérséklete esetén következik be a nehezebb elemek fúziója egészen a vasig. A hidrogén-hélium fúzió A magbeli hidrogén héliummá való átalakulása két folyamat révén mehet végbe. Az egyik a proton-proton ciklus, a másik a CNO ciklus. Mindkét esetben négy hidrogénmagból lesz egy héliummag. Az energia onnan származik, hogy a négy hidrogénmag együttes tömege nagyobb mint a héliummagé. A tömegek különbsége alakul át energiává a jól ismert E=mc2 összefüggés szerint. A hidegfúzió egy hipotetikus magfúzió, mely szobahőmérsékleten vagy közel szobahőmérsékleten menne végbe szemben a meleg fúzióval, mely néhány millió fokon következik be. A hidegfúziót egyes laboratóriumi kísérletek alatt tapasztalt szokatlan nagy energia felszabadulás magyarázatára javasolták, de a tudományos közvélemény elvetette, mivel a vonatkozó kísérleteket nem tudták megismételni és mivel nincs elfogadott elméleti modell a hidegfúzió magyarázatára. Magyarországon a téma ismert képviselője Egely György, aki műveiben azt sugalmazza, hogy a hidegfúzió bizonyítottan létező jelenség. Tartalomjegyzékhez < Világképem < Planck-időszak --------------------- http://hu.wikipedia.org/wiki/Magf%C3%BAzi%C3%B3 http://hu.wikipedia.org/wiki/Hidegf%C3%BAzi%C3%B3
|