Nükleer füzyon

Coulomb barrier

Uzak mesafede electrostatic repulsion baskındır; attractive strong interaction yalnız nuclear distances’ta güçlü olur.

Quantum tunnelling, collision energy klasik barrier’ın tamamını aşmasa da finite reaction probability sağlar.

Temperature distribution

Yüksek T mean collision energy’yi ve high-energy tail’i artırır.

Fusion rate tek bir parçacık enerjisine değil cross section×velocity değerinin tüm distribution üzerindeki ortalamasına bağlıdır.

D–T reaction

²H+³H→⁴He+n+17,6 MeV yaygın referans tepkimedir. Energy momentum conservation’a göre alpha ve neutron arasında paylaşılır.

Neutron magnetic confinement’da tutulamaz ve energy’nin büyük kısmını surrounding material’a taşır.

Binding-energy origin

Fusion energy basınçtan “üretilmez”; Q=(m_i−m_f)c² ile products total rest mass daha küçüktür.

Light nuclei Fe–Ni binding peak yönüne giderken energy release mümkün olur.

Plasma confinement

Fusion temperatures’ta madde plasma’dır. Magnetic confinement fields kullanır; inertial confinement fuel’ü çok kısa süre sıkıştırır.

Temperature tek başına yeterli değildir; density ve confinement time birlikte önemlidir.

Stars

Yıldızlarda gravity confinement sağlar. Güneş esas olarak proton–proton chain kullanır, D–T laboratory cycle değil.

Reaction rates temperature, composition ve tunnelling probabilities’e çok duyarlıdır.

Energy gain metrics

Plasma gain, target gain ve plant electric gain farklı system boundaries kullanır.

Net power ifadesi hangi heating ve engineering losses’ın hesaba katıldığını açıkça söylemelidir.

Reaction rate ve density

Fusion plasma için rate yalnız temperature ile belirlenmez; kabaca n₁n₂⟨σv⟩ yapısı density ve nuclear cross section etkilerini birlikte taşır.

Aynı T değerinde farklı fuel mixtures çok farklı reaction rates verebilir çünkü σ(E) her nuclear reaction için özeldir.

Çözümlü örnek