Comprendre le processus
* fusion: La fusion est le processus où deux noyaux atomiques légers se combinent pour former un noyau plus lourd, libérant une énorme quantité d'énergie.
* Fusion d'hydrogène: La réaction de fusion la plus courante est la fusion de deux isotopes d'hydrogène (deutérium et tritium) pour former l'hélium, libérant un neutron et une grande quantité d'énergie.
points clés
* Libération d'énergie: L'énergie libérée dans une réaction de fusion est déterminée par la différence de masse entre les réactifs et les produits (le défaut de masse) en utilisant la célèbre équation d'Einstein, E =MC².
* Efficacité: Tous les atomes d'hydrogène ne participent pas aux réactions de fusion. La quantité réelle d'énergie produite dépend de l'efficacité du processus de fusion.
Calculs
1. défaut de masse: Le défaut de masse dans la réaction de fusion de deutérium-tritium est d'environ 0,01888 unités de masse atomique (AMU).
2. Équivalence énergétique: En utilisant e =mc²:
* 1 amu =1,66054 x 10⁻²⁷ kg
* c (vitesse de la lumière) =2,99792 x 10⁸ m / s
* Par conséquent, 1 AMU =931,5 MEV (méga-électrons volts)
3. Énergie par fusion: Le défaut de masse de 0,01888 AMU correspond à 17,59 MEV d'énergie libérée par événement de fusion.
4. Nombre d'atomes d'hydrogène: 1 kg d'hydrogène contient environ 6,022 x 10²⁶ d'atomes d'hydrogène.
5. Hypothèses: En supposant un processus de fusion hypothétique à 100% efficace (qui n'est pas réalisable dans la technologie actuelle), l'énergie totale libérée serait:
* (17,59 mev / fusion) * (6,022 x 10²⁶ fusions) =1,059 x 10³⁸ Mev
* Cela équivaut à environ 1,7 x 10¹⁷ joules.
Considérations du monde réel
* Efficacité de fusion: Les réacteurs de fusion actuels sont loin d'obtenir une efficacité de 100%.
* conditions de réaction: La fusion nécessite des températures et des pressions extrêmement élevées, qui sont difficiles à atteindre et à maintenir.
Conclusion
La fusion de 1 kg d'hydrogène, théoriquement, pourrait libérer une énorme quantité d'énergie. Cependant, la réalisation de réactions de fusion efficaces et soutenues reste un défi technologique significatif.
