Tuumasüntees: erinevus redaktsioonide vahel
Eemaldatud sisu Lisatud sisu
Kruusamägi (arutelu | kaastöö) PResümee puudub |
|||
2. rida:
'''Tuumaühinemine''' ehk '''tuumafusioon''' on kergete [[aatomituum]]ade ühinemine raskemateks tuumadeks. Sõltuvalt tekkiva tuuma [[seoseenergia]]st võib selle reaktsiooni tulemusena [[energia]]t vabaneda (uue tuuma seoseenergia on väiksem kui ühinevate tuumade seoseenergia) või neelduda (uue tuuma seoseenergia on suurem kui ühinevatel tuumadel). Et [[raud|raua]] ja [[nikkel|nikli]] tuumadel on kõige väiksem seoseenergia, siis rauast väiksemate tuumade tekkimisel reeglina energiat vabaneb ja rauast suuremate tuumade tekkimine vajab välist lisaenergiat.
Tuumaühinemine toimub looduslikult [[täht (astronoomia)|tähtedes]] ning on tähtede energia allikaks. [[Maa (planeet)|Maa]] peal on tuumaühinemiseks vajalikke tingimusi raske luua, sest tuumaühinemise toimumiseks peab ühinevatele tuumadele eelnevalt andma energia, mis ületaks positiivse [[elektrilaeng|laenguga]] tuumade omavahelise [[elektromagnetiline vastastikmõju|elektromagnetilise tõukejõu]] ([[Coulombi barjäär|energiabarjääri]]).
Tootlikud tuumaühinemisel töötavad elektrijaamad oleks võimalik lahendus inimkonna energiavajadustele, kuna selle jaoks vajalikku kütust saab mereveest ja
Valdav enamus [[tuumasüntees]]ist toimub tuumaühinemise teel.
20. rida ⟶ 21. rida:
{{vaata|Coulombi barjäär}}
[[File:Deuterium-tritium fusion.svg|thumb|Deuteeriumi ja triitiumi ühinemise skemaatiline kujutus]]
Eelpool kirjeldatust tuleneb ka energiabarjäär, mis takistab normaalsetes oludes tuumaühinemist. Selleks, et tuumad ühineksid, tuleb nad välise jõu abil viia piisavalt lähedale (teineteisega kontakti), et tuumajõu tõmme ületaks elektromagnetjõu tõuke. Et elektromagnetiline tõukejõud on võrdeline prootonite arvuga ühinevates tuumades, siis mida suuremad on ühinevad tuumad, seda kõrgem on nende ühinemist takistav energiabarjäär. Seda barjääri kutsutakse ka [[Coulombi
Kõige väiksem energiabarjäär on ühe prootoniga tuumade ühinemisel ([[vesinik]]). Et kahest prootonist koosneva aatomituuma stabiliseerimiseks on vaja ka neutroneid, siis kõige väiksem energiabarjäär on vesinik-2 ([[deuteerium]]) ja vesinik-3 ([[triitium]]) ühinemisreaktsioonil, 0,01 [[MeV]]. Selle reaktsiooni tulemusena tekib [[heelium]]-5 ebastabiilne tuum, mis stabiilsuse saamiseks kiirgab kohe [[neutron]]i. Reaktsiooni tulemusena tekkinud neutron saab energia 14,1 MeV ja heeliumi tuuma jääkenergia on 3,5 MeV.
31. rida ⟶ 32. rida:
====Termotuumareaktsioon====
{{
Kergete aatomituumade (st. madala energiabarjääriga tuumade) puhul kasutatakse tuumadest koosneva [[plasma]] kuumutamist temperatuurini, mille puhul tuumad põrkuvad tänu nende [[soojusliikumine|soojusliikumisele]]. Seda, kõige levinumat meetodit, kutsutakse ka termotuumareaktsiooniks. Sõltuvalt kõrge temperatuuri saavutamise meetodist jagatakse termotuumareaktsioone omakorda alamliikideks, põhilised neist on:
*[[Tokamak]]-reaktsioon, mille puhul toimub plasma magnetiline kokkusurumine.
38. rida ⟶ 39. rida:
====Külm tuumaühinemine katalüsaatorite abil====
{{
''Külmaks'' nimetatakse tuumaühinemisreaktsioone, mille puhul tuumade ühinemine toimub plasma tekkimise temperatuurist madalamatel temperatuuridel (äärmuslikumatel juhtudel isegi toatemperatuuril). Tegelikult ei ole ükski tuumaühinemise reaktsioon otseses mõttes ''külm'', kuna reaktsiooni lõpptulemusena eraldub alati osa energiat soojusenergia näol.
Keemiliste katalüsaatorite kasutamisega üritatakse siduda deuteeriumi ioone, et neid seejärel elektrivoolu toimel teineteise vastu suruda. Väidetavalt on pallaadiumi elektroodidega rasket vett lõhustades märgatud ülemäärase soojuse eraldumist, kuid kindlaid tõendeid sellise tuumaühinemise toimumise kohta pole.
45. rida ⟶ 46. rida:
==Rakendamine==
Energiat tootva tuumasünteesi
Hetke suurim plaanitav tokamak-tüüpi tuumasünteesi eksperiment
===Ajalugu===
Tuumasünteesi potentsiaal on teada juba [[1920]]. aastast, kui [[F. W. Aston]] avastas, et neli [[vesinik|H]] aatomit kaaluvad 0
Kuuma plasma kokkusurumise eksperimendid algasid [[Ameerika Ühendriigid|Ameerika Ühendriikides]] juba [[1938]]. aastal, ent tõsisem uurimustöö
1950ndatel avaldati ''Aatomid rahu nimel'' konverentsil mitmed seni saladuses hoitud uurimustulemused ning
[[1968]]. aastal kuulutasid Nõukogude Liidu teadlased, et nende tokamak-reaktor [[Novosibirsk]]is on tootnud enneolematu hulga energiat. Sellele järgnes tokamakide rajamine mitmetes riikides, näiteks suurima energiatootlikusega reaktor, JET (Ühendatud Euroopa Toroid) [[Oxford]]is, mis alustas küll tööd aastal [[1973]] peale 10-aastast ettevalmistusperioodi<ref>http://www.energyresearch.nl/energy-options/nuclear-fusion/background/history-of-nuclear-fusion/</ref>.▼
▲[[1968]]. aastal kuulutasid Nõukogude Liidu teadlased, et nende tokamak-reaktor [[Novosibirsk]]is on tootnud enneolematu hulga energiat. Sellele järgnes tokamakide rajamine mitmetes riikides, näiteks suurima energiatootlikusega reaktor, JET (Ühendatud Euroopa Toroid) [[Oxford]]is, mis alustas küll tööd
===''Hobifusioneerid''===
''Hobifusioneerideks'' kutsuvad end eraisikud, kes on loonud tuumasünteesi tootvaid masinaid. Selliseid inimesi oli 23. juuni 2010 seisuga 38, nende hulgas ka näiteks üks koristaja
===Ohutus===
68. rida ⟶ 72. rida:
==Välislingid==
* [http://www.fusor.net/Hobikorras tuumasünteesiga tegelevate inimeste kogunemiskoht]
[[Kategooria:Tuumafüüsika]]
| |||