Fuzija

Fuzija je nuklearni proces u kome se dva laka jezgra kombinuju da bi se stvorilo jedno, teže jezgro. Primjer fuzije, koji je veoma važan za termonuklearno oružje i u budućnosti za nuklearne reaktore, je reakcija između dva različita vodonikova izotopa da bi se stvorio izotop helijuma:

Ova reakcija oslobađa količinu energije koja je više od milion puta veća od one koja se dobija običnom hemijskom reakcijom. Takva velika količina energije se u procesu fuzije oslobađa kada se dva laka jezgra spoje. Pri tom spajanju nastaje jezgro čija je masa manja od zbira masa početnih jezgara. Iako je fuzija energetski pogodna reakcija za laka jezgra, ne moze da se desi pod normalnim uslovima na Zemlji jer je potrebna da se utrosi velika kolicina energije. Zbog toga što su oba jezgra, koja ulaze u reakciju, pozitivno naelektrisana, dolazi do jakog elektrostatičkog odbijanja kada se spajaju. Samo kada se veoma jako stisnu jedan blizu drugog, osjeti se uticaj jakih nuklearnih sila, koje mogu da nadjačaju ove elektrostatičke sile i izazovu sjedinjavanje jezgara.

Reakcije fuzije se odvijaju već milijardama godina u svemiru. U stvari, reakcije fuzije su izvori energije većine zvijezda, pa tako i našeg Sunca. Naučnici su uspjeli da proizvedu reakciju fuzije na Zemlji tek u poslednjih šezdesetak godina. U početku, su se radila istraživanja malih razmjera, u kojima se reakcija fuzije rijetko dešavala. Međutim, ovi prvi eksperimenti su kasnije doveli do razvoja termonuklearne fuzije (hidrogenska ili termonuklearna bomba).

Fuzija je proces koji se dešava na zvijezdama, kao što je Sunce. Kad god osjetimo toplotu Sunca ili vidimo njegovu svjetlost, mi, ustvari, posmatramo proizvod fuzije. Svi znamo da sav život na Zemlji postoji upravo zato što se pomoću Sunčeve svjetlosti proizvodi hrana I grije Zemlja. Prema tome, može se rećI da je fuzija osnova našeg života.

Kada se formira zvijezda, ona se u početku sastoji iz vodonika i helijuma koji se stvaraju u procesu koji se naziva „Big Bang", proces kojim je stvoren naš kosmos. Vodonikovi izotopi se sudaraju i spajaju u helijumova jezgra. Kasnije, helijumova jezgra se sudaraju I formiraju teže elemente. Fuzija je nuklearna reakcija u kojoj se jezgra kombinuju da bi se stvorila teža jezgra, odnosno jezgra sa većom atomskom masom. To je osnovna reakcija koja pokreće Sunce. Ove reakcije se odvijaju sve dok se ne stvori željezo, jezgro sa najvećom količinom vezane energije.

Kada jezgro dostigne masu 60, više se ne odvija fuzija na zvijezdi, jer je jezgro energetski nepovoljno za proizvodnju jezgra veće mase. Onda kada se većina jezgra neke zvijezde pretvori u željezo, ona se približava kraju svog života. Neke zvijezde se skupljaju sve dok ne postanu žar koji se hladi sačinjen od željeza. Međutim, ako je zvijezda dovoljno masivna, može da dođe do vrlo jake, blistave reakcije. Zvijezda će se iznenada raširiti i proizvesti, za veoma kratko vrijeme, više energije nego što naše Sunce proizvede za vrijeme svog života. Kada se ovo desi, kažemo da je zvijezda postala supernova. Dok je zvijezda u fazi supernova, dešavaju se mnoge važne rakcije. Jezgra se ubrzavaju do frekvencija mnogo većih od onih koje se nalaze na zvijezdama u procesu fuzije. Sa ovom dodatnom energijom, koja nastaje zbog njihove brzine, jezgra se mogu spajati u elemente koji imaju veću masu od željeza. Ova dodatna energija je potrebna da bi se prešla energetska barijera u procesu stvaranja atoma većih atomskih masa. Eelementi, ako što su zlato, srebro i olovo, pronađeni na Zemlji su ostaci supernova eksplozije. Izvori željeza, kojeg ima svuda na Zemlji, su nastali direktno iz reakcije supernova i iz mrtvih zvijezda koje su u prošlosti udarale u Zemlju.

Danas se istražuje proces fuzije sa nadom da ćemo uskoro biti u prilici da kontrolišemo proces fuzije s ciljem da se proizvede tzv. čista, jeftina energija.

Pocetna strana    Gradja atoma    Radioaktivnost   Nuklearne reakcije    Fisija    Fuzija   Detekcija zracenja    Nuklearni reaktori    Nuklearno oruzje    Pitanja