BOSHQARILADIGAN TERMOYADRO SINTEZI

BOSHQARILADIGAN TERMOYADRO SINTEZI (BTS) — yengil atom yadrolarining qo’shilish, birikish, ya’ni sintez jarayoni. Bunda termoyadro energiyasi ajralib chiqadi. Masalan, deyteriyning ikki yadrosi qo’shilganda reaktsiya ikki yo’nalishda borishi mumkin: N2+N2>Ne3+p, ikkala reaktsiyaning bo’lishi ehtimoli taxm. birday. Birinchi reaktsiyada har bir sintez (qo’shilish, birikish)da 3,25 MeV, ikkinchisida esa 4 MeV energiya ajraladi. Elementlar davriy tizimining boshida joylashgan yengil elementlar yadrolarining birikish reaktsiyasidan energiya olishning yangi manbai sifatida foydalanish masalasi alohida qiziqish tug’diradi, chunki yer yuzida engil elementlarning zaxiralari bitmas tuganmasdir. Bu reaktsiyaning boshlanishi uchun moddalarni tabiiy sharoitda olish mumkin bo’lgan issiqlikdan juda ko’p marta yuqori temperaturada qizdirish kerak. Biroq termoyadro reaktsiyasini boshqara bilish — bu hali termoyadro energetikasini qurish muammosining hal etilishi emas. Bu muammoni hal qilish uchun qizdirishga sarf bo’ladigan energiya termoyadro reaktsiyasi ketayotganda ajralib chiqadigan energiyadan kam bo’lishi va o’zo’zidan davom etuvchi termoyadro jarayoni vujudga kelishi zarur. Qo’shilish, birikish (sintez) jarayoni ro’y berishi uchun 2 yengil yadroni shu yadrolar o’rtasida tortishish kuchlari ta’sir etadigan darajada yaqinlashtirish kerak. Shundagina bu yadrolar bitta bo’lib qo’shilishi mumkin. Ma’lumki, yadro kuchlari 1013 santimetr chamasi masofada ta’sir eta oladi. Demak, qo’shilish reaktsiyasiga kirishuvchi yadrolarni shunday masofaga qadar yaqinlashtirish kerak. Lekin bunday masofada yadrolar o’rtasida nihoyat darajada katta Kulon itarishish kuchlari — yadrolar orasidagi masofa kvadratiga teskari mutanosib elektr kuchlar ta’sir etadi. Bu kuchlarni engish uchun reaktsiyaga kirishuvchi yadrolar katta (o’nlarcha keV) kinetik energiyaga ega bo’lishi kerak. Shuning uchun, yuzaki qaraganda, yadro reaktsiyalarini zaryadlangan zarralar yordamida davom egtirish mumkin emasdek ko’rinadi. Sistemada tra juda yuqori bo’lganda modda (deyteriy)ning ko’pgina atomlari batamom ionlashgan, ya’ni elektron qobiqlari batamom yo’qolgan, go’yoki ikki xil gaz — erkin elektronlar va deyteriy yadrolaridan iborat gaz aralashmasiga aylanadi. Moddaning bunday holati plazma deyiladi. Agar deyteriy yadrolari ichida kinetik energiyasi bir necha o’n keV bo’lgan yadrolar yetarli bo’lsa, bunday yadrolar to’qnashuvi natijasida qo’shilish reaktsiyasi ro’y beradi deyish mumkin. Umuman aytganda, moddani plazma holatiga o’tkazish uchun u bir necha yuz million gradusga qadar qizishi kerak. Shunday temperaturada qo’shilish reaktsiyasining dastlabki alomatlari paydo bo’la boshlaydi. Bu reaktsiyalarning termoyadro sintezi (yadro — issiqlik) reaktsiyalari nomi bilan atalishining sababi ham shunda. Termoyadro reaktsiyalari energetik jihatdan foydali bo’lishi uchun plazma temperaturasi o’ta yuqori bo’lishi kerak. Quyosh va yulduzlar ichki sohalarining temperaturasi shunday yuqori bo’lib, ularda ko’p milliard yillardan beri jadal (intensiv) ravishda termoyadro reaktsiyalari davom etmoqda. Shunday qilib, termoyadro reaktsiyasida ajralib chiquvchi yadro energiyasidan foydalanish uchun yerda quyosh modeliga o’xshash qurilma vujudga keltirish kerak bo’ladi. Turli mamlakatlarda sun’iy yo’l bilan olingan plazmaning temperaturasi 100— 150 million gradus atrofida. Biroq bu temperatura o’z-o’zidan davom etuvchi turg’un termoyadro jarayonlari uchun kamlik qiladi. Uzluksiz sintez reaktsiyasi ketishi uchun sintez qilinuvchi moddalar plazma temperaturasida yetarlicha uzoq vaqt ushlab turilgan va plazmaning hajmi o’zgartirilmay saqlangan taqdirdagina juda ko’p yadro reaktsiyada ishtirok etib, turg’un yadro sintezi jarayoni vujudga keladi. Plazmaning zichligi yetarli bo’lmasa, yadro sintezi borayotganda energiya juda kam ajralib chiqadi, bunday reaktsiya tajriba uchun befoyda bo’lib qoladi. Reaktorda magnit maydon hosil qilinadi, shu magnit maydon tufayli plazma reaktor devoriga tegib sovumaydi. Zaryadlangan zarralarni magnit maydonda ushlab turib, plazma atrofiga to’plash mumkin, shunda plazmaning temperaturasi yana ham ortadi. Dunyoda yadro sintezi bilan ishlaydigan bir necha tajriba qurilmalari mavjud. AQSh, Angliya, Frantsiya, Germaniya, Yaponiya, Rossiya va boshqa mamlakatlarda olib borilayotgan ilmiy tadqiqot ishlarining ko’pchiligi termoyadro reaktsiyalarini boshqarishni o’rganishga qaratilgan. BTS xalq xo’jaligining barcha tarmoqlarini uzoq davr mobaynida zarur miqdorda energiya bilan ta’minlab turish imkoniyatini beradi. Biroq BTSga energiya olishning eng so’nggi manbai deb qarash xato, chunki fizika fani ixtiyorida boshqa baquvvatroq energiya manbalari ham mavjud. Shuni qayd qilish kerakki, tadqiqotchilarning yerda sun’iy yulduz moddalarini hosil qilish ustidagi ko’p yillik ilmiy tadqiqot ishlaridan hozircha arzigulik natija olinmagan, biroq har bir yangi amaliy yoki nazariy natija BTSni amalga oshirish kunini yaqinlashtiradi.

Manba

O'zbekiston Milliy Ensiklopediyasi