|
'''Ջերմամիջուկային ռեակցիա''' (հոմանիշ՝ սինթեզի միջուկային ռեակցիա), [[միջուկային ռեակցիա]]յի տեսակ, որի ընթացքում թեթև [[միջուկ (ատոմ)|ատոմային միջուկ]]ները միանում են վերածվելով ավելի ծանր միջուկների, որոնք ընթանում են շատ բարձր [[ջերմաստիճան]]ներում և ուղեկցվում [[էներգիա]]յի անջատումով։
Ջերմամիջուկային ռեակցիաները էկզոթերմիկ պրոցեսներ են, որովհետև սինթեզված ծանր միջուկների և այլ մասնիկների զանգվածների գումարը կամ կապի էներգիաներն ավելի մեծ են, քան առաջնային միջուկներինը։ Բարձր ջերմաստիճանները (~10<supmath>\sim 10^7</supmath> Κ կարգի) կամ միացող [[միջուկ]]ների հարաբերական մեծ [[էներգիա]]ները (0,01-1 Մէվ) անհրաժեշտ են, որպեսզի հաղթահարվի դրական [[էլեկտրական լիցք]] ունեցող միջուկների վանողական ուժերով պայմանավորված էլեկտրաստատիկ արգելքը, և միջուկները միմյանց մոտենան այնքան, որ սկսի գործել միջուկային ուժեղ փոխազդեցությունը։ Այդ պայմաններում, որ բնորոշ են [[աստղեր]]ին և արհեստականորեն ստեղծվում են նաև [[Երկիր|Երկ]]րի վրա, ատոմների միջուկները զրկված են էլեկտրոնային թաղանթներից, և նյութերը գտնվում են [[պլազմա]]յի վիճակում։
== Անվանման ծագում ==
== Կուլոնյան արգելք ==
[[Պատկեր:Animated D-T fusion.gif|մինի|Դեյտերիում - տրիտիում ռեակցիայի անիմացվածանիմացիոն պատկեր]]
Ատոմային միջուկները ունեն դրական [[էլեկտրական լիցք]]: Մեծ հեռավորության վրա նրանց լիցքերը կարող են էկրանացված լինեն էլէկտրոններով։ Սակայն, որպեսզի տեղի ունենա միջուկների միաձուլում նրանք պետք է մոտենան այնպիսի հեռավորության վրա, որի դեպքում սկսում է գործել [[ուժեղ փոխազդեցությունը]]: Այդ հեռավորությունը համեմատելի է միջուկների չափերի հետ և շատ անգամ փոքր է [[ատոմ]]ի չափերից։ Այդպիսի հեռավորությունների վրա ատոմների էլեկտրոնային պատյանները (նույնիսկ եթե նրանք պահպանվեին) արդեն չեն կարողանում էկրանել միջուկների լիցքերը, և այդ պատճառով նրանց վրա ազդում է ուժեղագույն էլեկտրոստատիկ վանողության ուժ։ Այդ վանողության ուժը, ըստ [[Կուլոնի օրենք]]ի, հակադարձ համեմատական է միջուկների միջև հոռավորության քառակուսուն։ Միջուկների չափերին մոտ հեռավորությունների վրա ուժեղ փոխազդեցության մեծությունը, որը ձգտում է նրանց միաձուլել, սկսում է արագ աճել և դառնում է ավելի մեծ քան կուլոնյան վանողականության մեծությունը։
Այսպիսով, որպեսզի միջուկները մտնեն ռեակցիայի մեջ նրանք պետք է հաղթահարեն [[պոտենցիալ արգելք]]ը. Օրինակ, [[դեյտերիում]]-[[տրիտիում]] ռեակցիայի համար այդ արգելքի մեծությունը կազմում է մոտ 0,1 [[Էլեկտրոնվոլտ|ՄէՎ]]: Համեմատության համար, ջրածնի իոնացման էներգիան կազմում է - 13 էվ։ Այդ պատճառով նյութը, որը մասնակցում է ջերմամիջուկային ռեակցիային իրենից ներկայացնում է գործնականորեն ամբբողջությամբ [[իոնացում|իոնացված]] [[պլազմա]]:
Եթե փոխանցենք 0,1 ՄէՎ-ն ջերմաստիճանի, ապա կստացվի մոտ 10<supmath>10^9</supmath> [[կելվին|Կ]]: Սակայն կան երկու էֆեկտ, որոնք իջեցնում են ջերմամիջուկային ռեակցիայի ջերմաստիճանը։ Առաջինը, ջերմաստիճանը բնութագրում է միայն միջին կինետիկ էներգիան, կան մասնիկներ ինչպես ավելի փոքր էներգիայով, այնպես էլ մեծ էներգիայով։ Իրականում ջերմամիջուկային ռեակցիայում մասնակցում են ոչ շատ քանակով միջուկներ, որոնք ունեն միջինից ավելի բարձր էներգիա (այսպես կոչված [[Մաքսվելի բաշխում|«Մաքսվելյան բաշխման պոչը»]])։ Եվ երկրորդը, [[Քվանտային մեխանիկա|քվանտային]] էֆեկտների շնորհիվ, պարտադիր չէ, որ միջուկները ունենան կուլոնյան արգելքը գերազանցող էներգիա։ Եթե նրանց էներգիան մի փոքր ավելի փոքր է արգելքից նրանք մեծ հավանականությամբ կարող են [[Թունելային էֆեկտ|թափանցել]] նրա միջով։ Այս թափանցման փաստն էլ օգտագործվում է միջուկային սինթեզի ռեակցիաների [[մյուոնային կատալիզ]]ի մեջ։
== Միջուկային ռեակցիաներ ==
Աղյուսակում բերված են մի քանի ջերմամիջուկային ռեակցիա, դրանց ժամանակ անջատվող էներգիայի (Ε<math>E</math>), ռեակցիաների հավանականությունը բնութագրող հիմնական մեծության՝ առավելագույն Էֆեկտիվ լայնական կտրվածքի (Oմաքս<math>O max</math>) և ռմբարկող մասնիկի (ռեակցիայի բանաձևում ձախից առաջինը) էներգիայի (Eմաքս<math>E max</math>) արժեքները։ Ջերմամիջուկային ռեակցիաների կտրվածքների մեծ տարբերության գլխավոր պատճառը միջուկային («ետարգելքային») փոխակերպումների հավանականությունների խիստ տարբերությունն է։ Այսպես, աղյուսակում բերված 1-ին ռեակցիան, որը պայմանավորված է թույլ փոխազդեցությամբ, ընթանում է փոքր ինտենսիվությամբ (ռեակցիայի լայնական կտրվածքը շատ փոքր է), իսկ 5-րդ ռեակցիան, որն ուղեկցվում է ուժեղ կապված <supmath>{}^{4}_{}\textrm{He}</supmath>He միջուկի գոյացումով, ունի մեծ լայնական կտրվածք։ Եթե տիեզերական պայմաններում կարևոր նշանակություն ունի 1-ին ռեակցիան, ապա երկրային պայմաններում
Ջերմամիջուկային ռեակցիաները իրականացնելու և [[ջերմամիջուկային կառավարվող սինթեզ]]ի միջոցով էներգիա ստանալու համար նպատակահարմար են 3-5-րդ ռեակցիաները։ 8-րդ և 9-րդ ռեակցիաները, որոնց արդյունքում ծնվում են ավեյի թեթև միջուկներ, քան առաջնային <supmath>{}^{6}_{}\textrm{Li}</supmath>Li և <supmath>{}^{11}_{}\textrm{B}</supmath>В միջուկները, էկզոթերմիկ են՝ <supmath>{}^{4}_{}\textrm{He}</supmath>Не միջուկի կապի մեծ էներգիայի պատճառով։ Առանձնահատուկ պայմաններում են ընթանում այսպնս կոչված մյու-կատալիզի ջերմամիջուկային ռեակցիաները, որոնց համար բարձր ջերմաստիճաններն անհրաժեշտ չեն։
{|
|}
Երբ [[ջրածին|ջրած]]նի կամ դեյտերիումի միջուկը զավթում է µ<math>\mu </math>-մեզոնը, գոյանում է մեզոատոմ, որը ոչ միայն կարող է բավականաչափ մոտենալ ջրածնի և դեյտերիումի ուրիշ միջուկների, այլև առաջացնել <math>HD</math> մեզոմոլեկուլ, որի մեջ արդեն պրոտոնն ու դեյտրոնը բավական երկար ժամանակ մնում են միմյանց շատ մոտ, այնպես որ <math>p+D+µ−→<sup>\mu- \to {}^{3</sup>}_{}\textrm{He}+µ−\mu- +5</math> Մէվ ռեակցիայի հավանականությունը խիստ մեծանում է։ Սովետական [[ֆիզիկոս]]ների տեսական և փորձարարական հետազոտությունները ցույց են տվել, որ ամեն մի µ<math>\mu</math>−մեզոն, չնայած կյանքի կարճատևությանը, կարող է կատալիզել ~<math>\sim 100</math> ջերմամիջուկային ռեակցաիա, և այդ եղանակը կարող է դառնալ էներգետիկորեն շահավետ։
== Կիրառում ==
|
