Page 145 - 6378

Умова існування реакції синтезу полягає в тому, щоб виділена енергія перевищувала

енергію, що виноситься з плазми електромагнітним і корпускулярним випромінюванням.
При рівності цих величин реакція синтезу буде протікати, але надлишок енергії для

корисного використання створений не буде.

Цю умову можна записати у вигляді: ≥ (), де – густина високотемпературної
плазми; – середній час утримання плазми в активній зоні реактора; () – коефіцієнт

Лоусона, який залежить від температури, типу легких ядер і втрат на випромінювання.

Критерій Лоусона визначає мінімальну частоту реакцій синтезу на секунду, яка
необхідна для стійкої підтримки реакції в матеріальному середовищі. Штучного синтезу

можна досягти або завдяки створенню надзвичайно високої густини частинок, що
взаємодіють (і як наслідок, підвищення до потрібного рівня ймовірності їх зіткнення), або

завдяки тривалішого утримання частинок на гранично малій відстані одна від одної (тим
самим, даючи частинкам більше часу для вступання в реакцію). Виходить, що аби

термоядерний синтез почав виробляти енергію, повинна бути збережена умова (для

20
3
дейтерій–тритієвої плазми): ≥ ~1,5 ∙ 10 с/м , де – концентрація частинок (число
частинок на кубометр об’єму), а – час (в секундах).
Це і є критерієм Лоусона, що визначає умови для початку керованої реакції

термоядерного синтезу. Його зміст полягає в тому, що по досягненні температури запуску
реакції необхідний компроміс між концентрацією (або густиною) частинок та часом їх

утримання в об’ємі, що забезпечує цю густину. Можна розпалити термоядерний синтез при
меншій концентрації частинок завдяки тривалішому утриманню плазми, а можна – при

меншому часі утримання плазми завдяки підвищенню густини частинок у ній.
Детально розглядаються два способи розв’язання проблеми керованого

термоядерного синтезу:

– тривалий (~0,17 ) нагрів дейтерій–тритієвої плазми низької густини
8
14
−3
(~10 см ) в певному об’ємі до температури порядку 10 ;
−9
– високошвидкісний (близько 10 с) нагрів малих об’ємів конденсованого
−3
23
термоядерного палива (~10 см ).
45.6. Переваги та недоліки ядерної енергетики.
Переваги:

1) відсутність шкідливих викидів;
2) викиди радіоактивних речовин у кілька разів менші вугільної електростанції

аналогічної потужності (зола вугільних ТЕС містить відсоток урану і торію, достатній для їх
вигідного вилучення);

3) невеликий обсяг використовуваного палива і можливість його повторного
використання після переробки;