Phản ứng nhiệt hạch là gì?
Phản ứng nhiệt hạch, hay phản ứng hợp hạch, phản ứng tổng hợp hạt nhân trong vật lý học, là quá trình 2 hạt nhân hợp lại với nhau để tạo nên một nhân mới nặng hơn. Cùng với quá trình này là sự phóng thích năng lượng hay hấp thụ năng lượng tùy vào khối lượng của hạt nhân tham gia.
Nhân sắt và nickel có năng lượng kết nối nhân lớn hơn tất cả các nhân khác nên bền vững hơn các nhân khác. Sự kết hợp hạt nhân của các nguyên tử nhẹ hơn sắt và nickel thì phóng thích năng lượng trong khi với các nhân nặng hơn thì hấp thụ năng lượng.
Phản ứng tổng hợp hạt nhân là một trong hai loại phản ứng hạt nhân. Loại kia là phản ứng phân hạch.
Phản ứng tổng hợp hạt nhân của các nhân nặng thì xảy ra trong điều kiện các vụ nổ sao (siêu tân tinh).
Phản ứng tổng hợp hạt nhân của các nguyên tử nhẹ tạo ra sự phát sáng của các ngôi sao và làm cho bom hydro nổ. Phản ứng tổng hợp hạt nhân của các nhân nặng thì xảy ra trong điều kiện các vụ nổ sao (siêu tân tinh). Phản ứng tổng hợp hạt nhân trong các sao và các chòm sao là quá trình chủ yếu tạo ra các nguyên tố hóa học tự nhiên.
Nhiên liệu thường dùng trong phản ứng tổng hợp hạt nhân là các đồng vị deuterium và tritium của hydrogen. Các đồng vị này có thể trích lấy dễ dàng từ thành phần nước biển, hoặc tổng hợp không mấy tốn kém từ nguyên tử hydrogen.
Để làm cho các hạt nhân hợp lại với nhau, cần tốn một nguồn năng lượng rất lớn, ngay cả với các nguyên tử nhẹ nhất như hydro. Điều đó được giải thích là do các quá trình của phản ứng đều khó thực hiện: bước 1 cần phải nguyên tử hóa các phân tử, ion hóa hoàn toàn tất cả các nguyên tử, đồng thời tách loại electron để biến nhiên liệu phản ứng hoàn toàn trở thành hạt nhân không có electron ở thể plasma. Sau đó cần phải cung cấp động năng cực kỳ lớn cho các hạt nhân vượt qua tương tác đẩy Coulomb giữa chúng mà va vào nhau. Nhiệt độ cần thiết có thể lên đến hàng triệu độ C. Nhưng sự kết hợp của các nguyên tử nhẹ, để tạo ra các nhân nặng hơn và giải phóng 1 neutron tự do, sẽ phóng thích nhiều năng lượng hơn năng lượng nạp vào lúc đầu khi hợp nhất hạt nhân. Điều này dẫn đến một quá trình phóng thích năng lượng có thể tạo ra phản ứng tự duy trì. Tuy nhiên, từ hạt nhân sắt trở đi, việc tổng hợp hạt nhân trở nên thu nhiệt nhiều hơn tỏa nhiệt. Việc cần nhiều năng lượng để khởi động thường đòi hỏi phải nâng nhiệt độ của hệ lên cao trước khi phản ứng xảy ra. Chính vì lý do này mà phản ứng hợp hạch còn được gọi là phản ứng nhiệt hạch.
Năng lượng phóng thích từ phản ứng hạt nhân thường lớn hơn nhiều so với phản ứng hóa học, bởi vì năng lượng kết dính giữ cho các nhân với nhau lớn hơn nhiều so với năng lượng để giữ các electron với nhân. Ví dụ, năng lượng để thêm 1 electron vào nhân thì bằng 13.6 eV, nhỏ hơn một phần triệu của 17 MeV giải phóng từ phản ứng D-T (deuterium-tritium, các đồng vị của hidro).
Những đặc quyền không thể tin nổi khi bạn là... nữ hoàng Anh
Nữ hoàng Elizabeth II của Anh vốn nổi tiếng là một người khiêm tốn, giản dị và lịch thiệp, một phần cũng vì bà chưa bao giờ lạm quyền để vi phạm luật pháp của nước nhà.
Tìm hiểu quá trình xác chết phân hủy dưới nước
Chúng ta đều biết rằng, cái chết thường được định nghĩa là sự chấm dứt các hoạt động của một sinh vật sống, hoặc ngừng vĩnh viễn mọi hoạt động sống của một cơ thể.
Khi trồng cây có phải bỏ lớp vỏ bầu bọc đất không?
Cơn mưa dông cực lớn bất ngờ đổ ập xuống Hà Nội chiều ngày 13/6 đã khiến nhiều cây xanh đổ trên các tuyến phố. Sau cơn dông, người ta thấy bầu đất của những cây trồng bị "hạ gục" trước gió này vẫn còn nguyên bọc ở ngoài.
Tìm ra bí mật đằng sau "hội chứng sợ lỗ"
Hội chứng sợ lỗ kỳ quặc khiến 15% dân số thế giới mắc phải nay đã có thêm manh mối giải đáp.
Kỹ năng an toàn khi xảy ra giông bão
Khi trời tối sầm, có chớp hay gió mạnh, hãy ngừng các hoạt động. Nếu bạn đang ở ngoài, tránh khu vực đất cao, đồi trống, nước chảy hay vũng nước nhỏ, cây cao riêng lẻ và vật dẫn điện như hàng rào kim loại.
Điều kì lạ ẩn giấu sau con số pi
Mặc dù số pi được tạo thành từ chuỗi bất tận các con số không thể đoán trước được, nhưng nó không phải là những con số ngẫu nhiên như chúng ta nghĩ.
