Tuuma- ja termotuumareaktsioonid (10)

http://www.abiks.pri.ee
TUUMAREAKTOR
Reaktsiooni kiirust reguleeritakse reguleerimisvarrastega, mis neelavad neutroneid, nt kaadium või boor. Reaktoris on torustik, milles tsirkuleeritav vesi (või Na) kannab tekkiva soojuse reaktorist välja. Et neutronid ei väljuks reaktorist on see kaitsdud raudbetooniga. Välja juhitud veeuar  või vedel Na soojendab omakorda aurugeneraatoris teise süsteemi vett, mis aurustub -> paneb käima turbiini , mis paneb omakorda käima generaatori.
Kütuseks on kasutatav ka looduslik, rikastamata uraan , kui parandada temas neutronite neelamist 235U poolt. Selleks tuleb vähendada neutronite kasutut neeldumist 238U-s. Kui aga neutroneid kiiresti aeglustada, siis nende kasutu neeldumine väheneb. Aeglustajaks sobib grafiit   ja deuteerium
TUUMAPOMM
Tuumapommis paikneb lõhustuv aine kahes osas, mis mõlemad on parajasti nii väikesed, et juhuslikul tuuma lõhustumisel tekkinud neutronid valdavalt väljuvad ainest ilma uusi tuumi kohtumata. Pommi lõhkamisel surutakse kaks poolkerakujulist ainekogust tavalise lõhkeaine plahvatuse abil kokku, mille mass on üle kriitilise . Ülekriitlises  ainekoguses neeldub nii palju neutroneid, et nende hulk kasvab järjest ning areneb ahelreaktsioon .
TERMOTUUMAREAKTSIOONID
Energia saab vabaneda mitte ainult suurte tuumade lagunemisel keskmisteks, vaid ka kergete tuumade ühinemisel. 24He tuuma moodustamiseks on vaja vesiniku isotoopi nn rasket vesinikku 21H-deuteeriumi (21D). Selles reaktsioonis eraldub soojusena nii palju energiat, et kasutades mereveest eraldatud deuteeriumi tuumakütusena, saaksime 1 liitrist veet 100 korda rohkem en, kui 1 liitri petrooliumi põletamisel. Selleks, et prootonid jõuaksid tuumajõudude mõjupiirkonda, milleks on vaja 20 miljoni kraadist temperatuuri, mida on väga raske saavutada.
Tähtedel toimub reaktsioon : (lihtsustatud)
1. staadium 11H + 11H = 21D + 01e + n + 1,442MeV (1,3*1010a)
2. staadium 21D + 11H =23He + g + 5,494 MeV (6 sek)
3. staadium 23He + 23He =24He + 211H + 12,86MeV (106 a)
+ veel mitu milj a, et energia jõuaks Päikese tuumast pinnale
TERMOTUUMAPOMM
Pommi südamikus on lõhustumis-tuumapomm, mille lõhkemisel tekib ülikõrge temp, mis käivitab termo- tuumareaktsiooni (joonis).Tänapäevastes pommides on kütuseks  Liitium-deuteriid LiD.
Termotuumapommi detonaatori lõhkemisel kutsub tekkinud soojus esile deuteeriumi muutumise heeliumiks , peale selle muudab neutronite voog ka liitiumi heeliumiks, tulemuseks on plahvatus , mis ületab tavalise tuumapommi võimsuse kümneid või sadu kordi .
Juhitav Reaktsioon
Ioniseeritud gaas ( plasma ) temp on võimalik tõsta, tekitades selles elektrivoolu. Lisaks kõrgele temp on vaja saavutada ioniseeritud gaasi küllaldane kontsentratsioon ja tagada, et kõrgetemperatuuriline plasma säiliks teatud aeg – tuumareaktsiooni kulgemise aeg.
Tokamak (juhitava termotuumarektsiooni uurimisseadis) on omapärane tarfo. Raudsüdamikul (1) paikneb primaarmähis (2), milles on vahelduvvool . Sekundaarmähises on plasmanöör (3). Plasma hoidmiseks kambris tekitatakse magnetväli mähises (5). Deuteeriumplasmas tekib vool, mille tekitatud magnetväli takistab plasmanööri kokkupuudet kambri seintega. Voolu mõjul eraldunud soojushulk neeldub plasmas ja selle temp tõuseb, toimub reaktsioon 21H + 21H =24He.
Teine viis on vesiniku temp tõstmine laserkiirguse abil. Selleks koondatatakse mitme suure võimsusega laseri kiirgus klaaskuulikesele, milles on deuteeriumi ja triitiumi segi. Kui saavutatakse termotuuma-reaktsiooniks vajalik temp ja tuumade kontsentaratsioon, kulgeb reaktsioon 31H + 21H =24He + 01n.
LAETUD OSAKESTE REGISTREERIMISE MEETODID
1. Geiger-Mülleri loendur
Kasutatakse elektronide loendamisel. Loendurisse tunginud e tekitab põrgetel argooni aatomitega positiivseid ioone ja vabu elektrone, mis liiguvad vastavalt katoodile ja anoodile laviinina, loendurit läbiv vool suureneb järsult. Voolu suurenemine registreeritakse registreerimisseadme poolt. Laviin kustatutatakse anoodi ja katoodi vahelist pinget vähendades ja loendur võib uut osakest lugeda
2. Wilsoni kamber
Hermeetiliselt suletav anum on täidetud küllastusolekule lähedase veeauruga, kolvi kiirel allaliikumisel aur paisub adiabaatiliselt jahtub ja muutub üleküllastatuks. Kambrisse tunginud osake tekitab ioone, mis on kondensatsiooni tuumadeks, millele kondenseeruvad veepiisad . Selliselt muutub osakese tee kambris nähtavaks udujutina. Osakese jälge fotografeeritakse ja selle järgi arvutatakse laengut ja massi.
3. Mullikamber
Kambris on ülekuumendatud vedelik, milles kiiresti liikuva osakese poolt tekitatud ioonidel moodustavad aurumullid tähistavad osakese teed. Saab jälgida osakeste muundumist ja tuumareaktsioone
4. Emulsioonimeetod
Kihiline fotoemulsioon on laetud osakeste teel. Osakesed lõhuvad hõbebromiidi molekule, pärast ilmutamist on näha osakese jälg ka tuumarektsioonid