Synteza jądrowa, czyli jak sprowadzić Słońce na Ziemię

UWAGA! Lekcję polecamy szczególnie klasom matematyczno-fizycznym.

Zajęcia rozpoczniemy od wyjaśnienia, dlaczego jedną z kluczowych kwestii w dzisiejszych czasach jest zapewnienie bezpieczeństwa energetycznego. Pokrótce zostaną omówione sposoby pozyskiwania energii. Szczegółowo zajmiemy się tematem opanowania kontrolowanej syntezy (fuzji) jądrowej, która może być w przyszłości źródłem energii bezpiecznej dla ludności i środowiska. W wyniku reakcji syntezy jądrowej lekkich pierwiastków, takich jak izotopy wodoru (deuter i tryt), zachodzącej w plazmie wydzielana jest energia, która może być wykorzystana praktycznie. Reakcje fuzji mogą zachodzić jedynie w określonych warunkach, podobnych do tych, które występują we wnętrzach Słońca i gwiazd. Uczniowie podczas lekcji dowiedzą się, na czym polega reakcja syntezy termojądrowej oraz jakie warunki muszą zostać spełnione, aby w kontrolowany sposób można było ją realizować w warunkach laboratoryjnych.

W drugiej części przedstawimy pokaz demonstrujący podstawy elektrostatycznego utrzymywania plazmy. Najpierw na przykładzie prostego wyładowania jarzeniowego wyjaśnimy procesy zachodzące plazmie. Następnie przedstawimy wyładowanie koncentryczne w urządzeniu zwanym fuzorem. Wytłumaczymy możliwości i ograniczenia tego typu urządzeń w odniesieniu do kontrolowanej syntezy termojądrowej.