Fusionsreaktioner

De kernereaktioner der afstedkommer de høje temperaturer på solen, kan eftergøres i lille målestok i en såkaldt cyklotron eller en lignende accelerator. I denne bliver lette atomkerner i et elektrisk felt ’speedet op’ til de når uhyre høje hastigheder. Deres energi måles i enheder der kaldes MeV (millioner elektronvolt). En elektron eller proton — eller en partikel med tilsvarende ladning — får denne energimængde når den bevæger sig under påvirkning af en spændingsforskel på en million volt. En strøm af sådanne partikler rettes mod et mål for at der kan ske reaktion mellem kernerne i partikelstrømmen og kernerne i målet.

Hosstående skema viser nogle af de fusionsreaktioner som kernefysikere har beskæftiget sig med. I hvert af de viste tilfælde anbringes en partikel af det ene stof der er anført før pilen, på et mål, og en partikel af det andet stof slår imod den med meget høj hastighed. Med den førstnævnte reaktion som eksempel, slår kernen af ét brintatom imod kernen af et andet brintatom, hvorved de to smelter sammen og udsender en positiv elektron. Massen reduceres, med det resultat at der dannes energi i harmoni med Einsteins berømte ligning E = mc². De nye partikler spredes derfor med endnu højere energi end de oprindelige partikler havde. I dette tilfælde opnås der en energi på 2 MeV, dvs. 2.000.000 elektronvolt.

Til sammenligning ydes der kun 4 elektronvolt ved forbrænding af et kulstofatom. Ved kernereaktioner har vi altså at gøre med energimængder der er millioner af gange større end ved kemiske reaktioner.

De tre førstnævnte reaktioner på oversigten menes at være de vigtigste af dem der finder sted på solen. Nogle af de øvrige reaktioner vil måske være nemmere at gennemføre ved laboratorieforsøg. Man vil bemærke at der fremkommer et langt større energioverskud ved reaktionerne nummer 3, 5 og 6. Det skyldes de meget stærke bindinger der består mellem to protoner og to neutroner. Helium (He⁴) er et meget stabilt grundstof.

[Diagram på side 20]

(Tekstens opstilling ses i den trykte publikation)

I atomkernen:

H¹ Proton

H¹ Neutron

Brintisotoper:

H¹ Hydrogen

H² Deuterium

H³ Tritium

Heliumisotoper:

He³

He⁴

Energi fra fusionsreaktioner

På solen:

(1) H¹ + H¹: H² + e⁺ 2.0 Mev

(2) H¹ + H²: He³ 5.5 Mev

(3) He³ + He³: He⁴ + H¹ + H¹ 12.9 Mev

Andre reaktioner:

(4) H² + H²:

He³ + n¹ 3.2 Mev

H³ + H¹ 4.0 Mev

(5) H² + H³: He⁴ + n¹ 17.6 Mev

(6) H² + He³: He⁴ + H¹ 18.3 Mev