3.3.3. Термоядерні реакції. Енергія зірок. Керований термоядерний синтез

Оскыльки у гелію енергія зв'язку нуклонів у ядрі дуже велика (28.3 МеВ), то є можливість одержувати ядерну енергію при здійснені таких ядерних реакцій

(3.3.3.1)

В обох випадках частинка-снаряд має позитивний заряд. Проникнення такої частинки в ядро-мішень потребує величезної енергії. Температура плазми, в якій можливі подібні реакції, повинна досягати мільйонів градусів. Такі реакції називаються термоядерними.

Термоядерні реакції відбуваються в зірках і є джерелом їх енергії. Некерована термоядерна реакція здійснюється у водневій бомбі, джерелом енергії в якій є вибух ядерної бомби.

Керований термоядерний синтез пов'язаний з надзвичайно великими технічними труднощами, які ряд учених надіються подолати у ХХІ сторіччі.

Якщо температура зірки в її центральній частині не перевищує 10⁷К, то імовірно, що в її надрах здійснюється протон-протонний термоядерний цикл

(3.3.3.2)

Повний енергетичний вихід такого процесу складає біля 28,3 МеВ. Час, за який відбувається повний протон-протонний цикл, складає мільйони років.

На більш гарячих зірках, температура в надрах яких t > 10⁸ К, імовірно відбувається вуглецеве - азотний цикл або цикл Бете.

(3.3.3.3)

Весь цикл Бете відбувається в середньому за 13 мільйонів років. Енергія, яка виділяється при цьому, становить 26.8 МеВ.

Хоч термоядерні реакції на Сонці й зірках приводять до зменшення водню, розрахунки показують, що кількості водню на Сонці вистачить ще на мільярди років.