Jaderná fúze
Jaderná fúze je proces, při kterém vzniká jedno těžké jádro (část atomu) ze dvou lehčích jader. Tento proces se nazývá jaderná reakce. Uvolňuje se při ní velké množství energie.
Jádro vzniklé fúzí je těžší než obě výchozí jádra. Není však tak těžké jako kombinace původních hmotností výchozích jader (atomů). Tato ztracená hmotnost se mění na velké množství energie. To je znázorněno ve slavné Einsteinově rovnici E=mc2.
Fúze probíhá uprostřed hvězd, jako je Slunce. Atomy vodíku se slučují a vytvářejí helium. Při tom se uvolňuje velké množství energie. Tato energie pohání teplo a světlo hvězdy. Ne všechny prvky lze spojit. Těžší prvky se spojují hůře než lehčí. Železo (kov) se nemůže slučovat s jinými atomy. To je příčinou zániku hvězd. Hvězdy spojují všechny své atomy a vytvářejí tak těžší atomy různých typů, až začnou vytvářet železo. Jádro železa se nemůže slučovat s jinými jádry. Reakce se zastaví. Hvězda nakonec vychladne a zemře.
Na Zemi je velmi obtížné spustit reakci jaderné fúze, při níž se uvolní více energie, než je potřeba k zahájení reakce. Důvodem je, že k fúzním reakcím dochází pouze při vysoké teplotě a tlaku, jako například na Slunci, protože obě jádra mají kladný náboj a kladný odpuzuje kladný. Jediný způsob, jak odpuzování zastavit, je přimět jádra, aby do sebe narážela velmi vysokou rychlostí. To se děje pouze při vysokém tlaku a teplotě. Jediný úspěšný přístup se zatím podařil v jaderných zbraních. Vodíková bomba využívá atomovou (štěpnou) bombu ke spuštění fúzních reakcí. Vědci a inženýři se již desítky let snaží najít bezpečný a funkční způsob, jak řídit a omezovat fúzní reakce za účelem výroby elektřiny. Než bude možné využívat fúzní energii jako čistý zdroj energie, musí překonat ještě mnoho problémů.
Verze periodické tabulky prvků s uvedením jejich původu - včetně hvězdné nukleosyntézy. Prvky nad 94 jsou vytvořeny člověkem a nejsou zahrnuty.
K uvolnění fúzní energie se používá vodíková deuterium-tritiová (D-T) fúzní reakce.
Slunce získává energii jadernou fúzí jader vodíku na helium. Ve svém jádře Slunce každou sekundu sloučí 620 milionů tun vodíku.
Otázky a odpovědi
Otázka: Co je to jaderná fúze?
Odpověď: Jaderná fúze je proces, při kterém vzniká jedno těžké jádro (část atomu) ze dvou lehčích jader. Tento proces se nazývá jaderná reakce a uvolňuje velké množství energie.
Otázka: Jak tento proces probíhá?
Odpověď: Jádro vzniklé fúzí je těžší než obě výchozí jádra, ale není tak těžké jako kombinace jejich původních hmotností. Tato ztracená hmotnost se mění na velké množství energie, což lze vidět ve slavné Einsteinově rovnici E=mc2.
Otázka: Kde k tomuto procesu dochází?
Odpověď: K fúzi dochází uprostřed hvězd, jako je naše Slunce, kde se atomy vodíku slučují na helium a uvolňují spoustu energie, která pohání jeho teplo a světlo.
Otázka: Mohou se všechny prvky spojovat pomocí fúze?
Odpověď: Ne, těžší prvky se spojují hůře než lehčí a železo (kov) se s jinými atomy nedokáže spojit vůbec. To je příčinou zániku hvězd, které spojují všechny své atomy a vytvářejí tak těžší atomy, dokud nezačnou vytvářet železo, které se již nedá slučovat.
Otázka: Je snadné spustit na Zemi reakce jaderné fúze?
Odpověď: Ne, je to velmi obtížné, protože tyto reakce probíhají pouze při vysoké teplotě a tlaku jako na Slunci, a to kvůli tomu, že obě jádra mají kladné náboje, které se navzájem odpuzují, takže do sebe musí narážet velmi vysokou rychlostí, aby se úspěšně spojila.
Otázka: Podařilo se někomu tyto reakce řídit nebo omezit pro výrobu elektřiny?
Odpověď: Zatím ne - vědci a inženýři se o to pokoušejí již desítky let, ale stále před sebou mají mnoho výzev, než bude možné fúzní energii využívat jako čistý zdroj energie.
Otázka: Co se zatím podařilo v oblasti jaderné fúze?
Odpověď: Jediným úspěšným přístupem byly dosud jaderné zbraně, kde vodíková bomba využívá ke spuštění reakce atomovou (štěpnou) bombu.
