JEDRSKE ELEKTRARNE - POWERLAB

Zlitje
Fuzija oziroma zlitje jeder je izvir energije Sonca in drugih zvezd. V notranjosti zvezd se
zlivajo prosti protoni v jedra helija. Ker se pozitivno nabiti protoni odbijajo, če se zelo
približajo, lahko zlivanje poteka le, kadar imajo soudeleženi delci tako visoko kinetično
energijo, da lahko premagajo odbojne sile. To se dogaja v notranjosti zvezd, kjer doseže
temperatura, ki je merilo kinetične energije delcev, več kot 10 milijonov kelvinov. Na
slikah si oglejmo reakcijo zlitja D + T → n + 4 He :
Pogoji za pretvorbo energije
V nasprotju z jedrskim fizijskim reaktorjem, potrebuje fuzijski reaktor vhodno energijo,
potrebno za ustvaritev ustreznih pogojev, ki omogočajo veliko sproščanje energije. Vloga
te vhodne energije je, da segreje jedrsko gorivo do ekstremnih temperatur (10-100
milijonov stopinj kelvina). Na tak način dobijo atomska jedra dovolj energije, da
premagajo medsebojni elektrostatični odboj in se lahko zlijejo med seboj. Pri teh
temperaturah je gorivo v obliki plazme. Plazma je ioniziran plin, v katerem so atomi ločeni
od svojih zunanjih elektronov. Ioniziran plin oziroma plazma se razlikuje od navadnih
plinov po tem, da lahko prevaja električni tok. Tako kot vsak vroč plin ima tudi plazma
težnjo, da se razširi. Če hočemo iz jedrske fuzije dobiti koristno delo, moramo plazmo za
dovolj dolg čas omejiti oziroma zapreti. To osnovno zahtevo fuzije je prvi ovrednotil
angleški znanstvenik J. H. Lawson, ki je pokazal, da je produkt gostote plazme in časa,
potrebnega, da se sprosti fuzijska energija, odvisen od fuzijskega goriva in prvenstveno od
temperature plazme. Glede na zahteve, ki jih mora izpolnjevati plazma, da je možna
proizvodnja energije, se pokaže, da bo gorivo za jedrsko fuzijo temeljilo na mešanici
devterija in tritija.