الاندماج النووي

الاندماج النووي هو تفاعل تتحد فيه نواتان ذريتان أو أكثر ، عادةً الديوتيريوم والتريتيوم ( نظائر الهيدروجين )، لتكوين نواة ذرية واحدة أو أكثر وجسيمات دون ذرية ( نيوترونات أو بروتونات ). يتجلى الفرق في الكتلة بين المتفاعلات والمنتجات إما في إطلاق أو امتصاص الطاقة . ينشأ هذا الاختلاف في الكتلة بسبب الفرق في طاقة الربط النووي بين النوى الذرية قبل التفاعل وبعده. الاندماج النووي هو العملية التي تمد النجوم النشطة أو نجوم التسلسل الرئيسي وغيرها من النجوم ذات الحجم الكبير بالطاقة ، حيث يتم إطلاق كميات كبيرة من الطاقة .

إن عملية الاندماج النووي التي تنتج نوى ذرية أخف من الحديد-56 أو النيكل-62 ستطلق عمومًا طاقة. تتمتع هذه العناصر بكتلة صغيرة نسبيًا وطاقة ربط كبيرة نسبيًا لكل نوكليون . يطلق اندماج النوى الأخف من هذه الطاقة ( عملية طاردة للحرارة )، بينما ينتج عن اندماج النوى الأثقل طاقة تحتفظ بها النيوكليونات الناتجة، والتفاعل الناتج ماص للحرارة . والعكس صحيح بالنسبة للعملية العكسية، والتي تسمى الانشطار النووي . يستخدم الاندماج النووي عناصر أخف، مثل الهيدروجين والهيليوم ، والتي تكون بشكل عام أكثر قابلية للاندماج؛ بينما تكون العناصر الأثقل، مثل اليورانيوم والثوريوم والبلوتونيوم ، أكثر قابلية للانشطار. يمكن للحدث الفيزيائي الفلكي المتطرف للمستعر الأعظم أن ينتج طاقة كافية لدمج النوى في عناصر أثقل من الحديد.

تاريخ

كان الكيميائي الأمريكي ويليام درابر هاركينز أول من اقترح مفهوم الاندماج النووي في عام 1915. ^[2] ثم في عام 1921، اقترح آرثر إدينجتون أن اندماج الهيدروجين والهيليوم يمكن أن يكون المصدر الأساسي للطاقة النجمية. ^[3] اكتشف فريدريش هوند النفق الكمومي في عام 1927، ^[4]^[5] وبعد فترة وجيزة استخدم روبرت أتكينسون وفريتز هوترمانز الكتل المقاسة للعناصر الخفيفة لإثبات أنه يمكن إطلاق كميات كبيرة من الطاقة عن طريق دمج النوى الصغيرة. ^[6] بناءً على التجارب المبكرة في التحويل النووي الاصطناعي التي أجراها باتريك بلاكيت ، تم إنجاز الاندماج المختبري لنظائر الهيدروجين بواسطة مارك أوليفانت في عام 1932. ^[7] في بقية ذلك العقد، وضع هانز بيث نظرية الدورة الرئيسية للاندماج النووي في النجوم . بدأ البحث في الاندماج للأغراض العسكرية في أوائل الأربعينيات كجزء من مشروع مانهاتن . تم تنفيذ الاندماج النووي المستدام لأول مرة في 1 نوفمبر 1952، في اختبار القنبلة الهيدروجينية (النووية الحرارية) آيفي مايك .

في حين تم تحقيق الاندماج النووي من خلال تشغيل القنبلة الهيدروجينية، إلا أنه يجب التحكم في التفاعل واستدامته حتى يصبح مصدرًا مفيدًا للطاقة. لقد كان البحث في تطوير الاندماج النووي المتحكم فيه داخل مفاعلات الاندماج مستمرًا منذ ثلاثينيات القرن العشرين، لكن التكنولوجيا لا تزال في مرحلة التطوير. ^[8]

تم تصميم منشأة الإشعال الوطنية الأمريكية ، التي تستخدم الاندماج بالقصور الذاتي المدفوع بالليزر ، بهدف تحقيق الاندماج المتعادل ؛ أجريت أول تجارب هدف الليزر واسعة النطاق في يونيو 2009 وبدأت تجارب الإشعال في أوائل عام 2011. ^[9]^[10] في 13 ديسمبر 2022، أعلنت وزارة الطاقة الأمريكية أنه في 5 ديسمبر 2022، نجحوا في تحقيق الاندماج المتعادل، "بتسليم 2.05 ميجا جول (MJ) من الطاقة إلى الهدف، مما أدى إلى إنتاج 3.15 ميجا جول من طاقة الاندماج". ^[11]

قبل هذا الاختراق، لم تكن تفاعلات الاندماج المتحكم فيها قادرة على إنتاج اندماج متحكم فيه (ذاتي الاستدامة). ^[12] والنهجان الأكثر تقدمًا لذلك هما الاحتواء المغناطيسي (تصاميم حلقية) والاحتواء بالقصور الذاتي (تصاميم الليزر). هناك تصميمات عملية لمفاعل حلقي من الناحية النظرية سيوفر عشرة أضعاف طاقة الاندماج المطلوبة لتسخين البلازما إلى درجات الحرارة المطلوبة قيد التطوير (انظر ITER ). ومن المتوقع أن ينهي مرفق ITER مرحلة البناء في عام 2025. وسيبدأ تشغيل المفاعل في نفس العام ويبدأ تجارب البلازما في عام 2025، ولكن من غير المتوقع أن يبدأ اندماج الديوتيريوم والتريتيوم الكامل حتى عام 2035. ^[13]

تلقت الشركات الخاصة التي تسعى إلى تسويق الاندماج النووي 2.6 مليار دولار من التمويل الخاص في عام 2021 وحده، وذهبت إلى العديد من الشركات الناشئة البارزة بما في ذلك على سبيل المثال لا الحصر Commonwealth Fusion Systems و Helion Energy Inc و General Fusion و TAE Technologies Inc و Zap Energy Inc. ^[14]

كان أحد أحدث الاختراقات التي تم تحقيقها حتى الآن في الحفاظ على تفاعل الاندماج المستمر هو ما حدث في مفاعل الاندماج الغربي في فرنسا. فقد حافظ على بلازما بدرجة حرارة 90 مليون درجة لمدة قياسية بلغت ست دقائق. وهو مفاعل من طراز توكاماك وهو نفس طراز مفاعل إيتر القادم. ^[15]

عملية

إن إطلاق الطاقة مع اندماج العناصر الخفيفة يرجع إلى تفاعل قوتين متعاكستين: القوة النووية ، وهي مظهر من مظاهر التفاعل القوي ، الذي يربط البروتونات والنيوترونات بإحكام معًا في النواة الذرية ؛ وقوة كولومب ، التي تتسبب في تنافر البروتونات المشحونة إيجابيا في النواة. ^[17] تكون النوى الأخف (النوى الأصغر من الحديد والنيكل) صغيرة بما يكفي وفقيرة بالبروتونات للسماح للقوة النووية بالتغلب على قوة كولومب. وذلك لأن النواة صغيرة بما يكفي بحيث تشعر جميع النيوكليونات بقوة الجذب قصيرة المدى على الأقل بنفس قوة شعورها بتنافر كولومب اللانهائي المدى. يؤدي بناء النوى من النوى الأخف عن طريق الاندماج إلى إطلاق الطاقة الإضافية من الجاذبية الصافية للجسيمات. أما بالنسبة للنوى الأكبر ، فلا يتم إطلاق أي طاقة، لأن القوة النووية قصيرة المدى ولا يمكنها التأثير عبر النوى الأكبر.

تغذي عملية الاندماج النجوم وتنتج جميع العناصر تقريبًا في عملية تسمى التخليق النووي . الشمس هي نجم من النسق الرئيسي، وبالتالي تولد طاقتها عن طريق الاندماج النووي لنوى الهيدروجين لتكوين الهيليوم. في قلبها، تدمج الشمس 620 مليون طن متري من الهيدروجين وتنتج 616 مليون طن متري من الهيليوم كل ثانية. يطلق اندماج العناصر الأخف في النجوم الطاقة والكتلة التي تصاحبها دائمًا. على سبيل المثال، في اندماج نواتي هيدروجين لتكوين الهيليوم، يتم حمل 0.645٪ من الكتلة في شكل طاقة حركية لجسيم ألفا أو أشكال أخرى من الطاقة، مثل الإشعاع الكهرومغناطيسي. ^[18]

يتطلب الأمر قدرًا كبيرًا من الطاقة لإجبار النوى على الاندماج، حتى تلك الخاصة بأخف عنصر، وهو الهيدروجين . وعند تسريعها إلى سرعات عالية بما يكفي، يمكن للنوى التغلب على هذا التنافر الكهروستاتيكي وتقريبها بما يكفي بحيث تكون القوة النووية الجاذبة أكبر من قوة كولومب التنافرية. تنمو القوة القوية بسرعة بمجرد أن تقترب النوى بما يكفي، ويمكن أن "تسقط" النيوكليونات المندمجة بشكل أساسي في بعضها البعض والنتيجة هي الاندماج والطاقة الصافية المنتجة. إن اندماج النوى الأخف، والذي يخلق نواة أثقل وغالبًا نيوترونًا أو بروتونًا حرًا ، يطلق عمومًا طاقة أكبر مما يلزم لإجبار النوى على الالتحام معًا؛ هذه عملية طاردة للحرارة يمكن أن تنتج تفاعلات ذاتية الاستدامة. ^[19]

الطاقة المنبعثة في أغلب التفاعلات النووية أكبر بكثير من تلك المنبعثة في التفاعلات الكيميائية ، وذلك لأن طاقة الربط التي تربط النواة معًا أكبر من الطاقة التي تربط الإلكترونات بالنواة. على سبيل المثال، طاقة التأين المكتسبة بإضافة إلكترون إلى نواة الهيدروجين هي13.6 إلكترون فولت - أقل من واحد على المليون من17.6 ميجا إلكترون فولت يتم إطلاقها في تفاعل الديوتيريوم - التريتيوم (D–T) الموضح في الرسم التخطيطي المجاور. تتمتع تفاعلات الاندماج بكثافة طاقة أكبر بعدة مرات من الانشطار النووي ؛ تنتج التفاعلات طاقة أكبر بكثير لكل وحدة كتلة على الرغم من أن تفاعلات الانشطار الفردية تكون عمومًا أكثر نشاطًا من تفاعلات الاندماج الفردية ، والتي تكون في حد ذاتها أكثر نشاطًا بملايين المرات من التفاعلات الكيميائية. فقط التحويل المباشر للكتلة إلى طاقة ، مثل ذلك الناتج عن الاصطدام الفناءي للمادة والمادة المضادة ، يكون أكثر نشاطًا لكل وحدة كتلة من الاندماج النووي. (التحويل الكامل لجرام واحد من المادة من شأنه أن يطلق(9 × 10 ¹³ جول من الطاقة.)

في النجوم

إن عملية الاندماج النووي النجمي التي تمد النجوم بالطاقة، بما في ذلك الشمس، هي عملية مهمة. في القرن العشرين، تم الاعتراف بأن الطاقة المنبعثة من تفاعلات الاندماج النووي مسؤولة عن طول عمر الحرارة والضوء النجميين. يوفر اندماج النوى في النجم، بدءًا من وفرة الهيدروجين والهيليوم الأولية، تلك الطاقة ويصنع نوى جديدة. تشارك سلاسل تفاعل مختلفة، اعتمادًا على كتلة النجم (وبالتالي الضغط ودرجة الحرارة في قلبه).

حوالي عام 1920، توقع آرثر إدينجتون اكتشاف وآلية عمليات الاندماج النووي في النجوم، في ورقته البحثية "التكوين الداخلي للنجوم" . ^[20]^[21] في ذلك الوقت، لم يكن مصدر الطاقة النجمية معروفًا؛ تكهن إدينجتون بشكل صحيح بأن المصدر هو اندماج الهيدروجين في الهيليوم، مما أدى إلى تحرير طاقة هائلة وفقًا لمعادلة أينشتاين $E = mc 2.$ كان هذا تطورًا ملحوظًا بشكل خاص لأنه في ذلك الوقت لم يتم اكتشاف الاندماج والطاقة النووية الحرارية بعد، ولا حتى أن النجوم تتكون إلى حد كبير من الهيدروجين (انظر المعدنية ). استنتج إدينجتون في ورقته البحثية أن:

إن النظرية الرائدة في مجال الطاقة النجمية، فرضية الانكماش، من المفترض أن تتسبب في تسريع دوران النجم بشكل واضح بسبب الحفاظ على الزخم الزاوي . لكن ملاحظات النجوم المتغيرة القيفاوية أظهرت أن هذا لم يحدث.
كان المصدر الآخر المعروف الوحيد للطاقة هو تحويل المادة إلى طاقة؛ فقد أظهر أينشتاين قبل بضع سنوات أن كمية صغيرة من المادة تعادل كمية كبيرة من الطاقة.
كما أظهر فرانسيس أستون مؤخرًا أن كتلة ذرة الهيليوم أقل بنحو 0.8% من كتلة ذرات الهيدروجين الأربع التي ستشكل مجتمعة ذرة الهيليوم (وفقًا لنظرية البنية الذرية السائدة آنذاك والتي اعتبرت الوزن الذري هو الخاصية المميزة بين العناصر؛ وقد أظهر العمل الذي قام به هنري موزلي وأنطونيوس فان دن بروك لاحقًا أن الشحنة النووية هي الخاصية المميزة وأن نواة الهيليوم تتكون بالتالي من نواتين من الهيدروجين بالإضافة إلى كتلة إضافية). وهذا يشير إلى أنه إذا حدث مثل هذا التركيب، فإنه سيطلق قدرًا كبيرًا من الطاقة كمنتج ثانوي.
إذا احتوى النجم على 5% فقط من الهيدروجين القابل للانصهار، فسوف يكون ذلك كافياً لشرح كيفية حصول النجوم على طاقتها. (من المعروف الآن أن معظم النجوم "العادية" تتكون عادةً من حوالي 70% إلى 75% من الهيدروجين)
من الممكن أيضًا أن تندمج عناصر أخرى، وتكهن علماء آخرون بأن النجوم هي "البوتقة" التي تتحد فيها العناصر الخفيفة لتكوين عناصر ثقيلة، ولكن بدون قياسات أكثر دقة لكتلها الذرية لم يكن من الممكن قول المزيد في ذلك الوقت.

وقد ثبتت صحة كل هذه التكهنات في العقود التالية.

المصدر الأساسي للطاقة الشمسية، وطاقة النجوم ذات الحجم المماثل، هو اندماج الهيدروجين لتكوين الهيليوم ( تفاعل سلسلة البروتون-البروتون )، والذي يحدث عند درجة حرارة قلب الشمس 14 مليون كلفن. والنتيجة الصافية هي اندماج أربعة بروتونات في جسيم ألفا واحد ، مع إطلاق اثنين من البوزيترونات واثنين من النيوترينوات (التي تحول اثنين من البروتونات إلى نيوترونات)، والطاقة. في النجوم الأثقل، تكون دورة CNO والعمليات الأخرى أكثر أهمية. عندما يستخدم النجم جزءًا كبيرًا من الهيدروجين، يبدأ في تصنيع عناصر أثقل. يتم تصنيع العناصر الأثقل عن طريق الاندماج الذي يحدث عندما يخضع نجم أكثر ضخامة لمستعر أعظم عنيف في نهاية حياته، وهي العملية المعروفة باسم التخليق النووي للمستعر الأعظم .

متطلبات

يجب التغلب على حاجز طاقة كبير من القوى الكهروستاتيكية قبل أن يحدث الاندماج. على مسافات كبيرة، تتنافر نواتان عاريتان بسبب القوة الكهروستاتيكية التنافرية بين بروتوناتهما المشحونة إيجابيا . ومع ذلك، إذا أمكن تقريب نواتين من بعضهما البعض بدرجة كافية، فيمكن التغلب على التنافر الكهروستاتيكي من خلال التأثير الكمومي حيث يمكن للنواة أن تنفق من خلال قوى كولومب.

عندما يضاف نوكليون مثل البروتون أو النيوترون إلى نواة، فإن القوة النووية تجذبه إلى جميع النيوكليونات الأخرى للنواة (إذا كانت الذرة صغيرة بما يكفي)، ولكن في المقام الأول إلى جيرانها المباشرين بسبب المدى القصير للقوة. تحتوي النيوكليونات الموجودة داخل النواة على نيوكليونات مجاورة أكثر من تلك الموجودة على السطح. نظرًا لأن النوى الأصغر لها نسبة مساحة سطح إلى حجم أكبر، فإن طاقة الربط لكل نوكليون بسبب القوة النووية تزداد عمومًا مع حجم النواة ولكنها تقترب من قيمة حدية تتوافق مع قيمة نواة يبلغ قطرها حوالي أربعة نيوكليونات. من المهم أن نضع في اعتبارنا أن النيوكليونات هي أجسام كمية . على سبيل المثال، بما أن نيوترونين في نواة متطابقان مع بعضهما البعض، فإن هدف التمييز بين أحدهما والآخر، مثل أيهما في الداخل وأيهما على السطح، هو في الواقع لا معنى له، وبالتالي فإن إدراج ميكانيكا الكم ضروري لإجراء الحسابات الصحيحة.

القوة الكهروستاتيكية، من ناحية أخرى، هي قوة مربعة عكسية ، لذلك فإن البروتون المضاف إلى النواة سوف يشعر بتنافر كهروستاتيكي من جميع البروتونات الأخرى في النواة. وبالتالي فإن الطاقة الكهروستاتيكية لكل نوكليون بسبب القوة الكهروستاتيكية تزداد بلا حدود مع نمو العدد الذري للنواة.

النتيجة الصافية للقوى النووية القوية والكهربائية المتعارضة هي أن طاقة الربط لكل نوكليون تزداد عمومًا مع زيادة الحجم، حتى عنصري الحديد والنيكل ، ثم تقل بالنسبة للنوى الأثقل. في النهاية، تصبح طاقة الربط سلبية والنوى الثقيلة جدًا (كلها تحتوي على أكثر من 208 نوكليون، وهو ما يتوافق مع قطر يبلغ حوالي 6 نوكليونات) ليست مستقرة. النوى الأربع الأكثر ارتباطًا بإحكام، بترتيب تنازلي لطاقة الربط لكل نوكليون، هي⁶²
ني
,⁵⁸
في
,⁵⁶
في
، و⁶⁰
ني
^[22] على الرغم من أن نظير النيكل ،⁶²
ني
، أكثر استقرارا، نظير الحديد ⁵⁶
في
هو أكثر شيوعًا بمقدار كبير . ويرجع هذا إلى حقيقة أنه لا توجد طريقة سهلة للنجوم لإنشاء⁶²
ني
من خلال عملية ألفا .

الاستثناء من هذا الاتجاه العام هو نواة الهيليوم-4 ، التي تكون طاقة ارتباطها أعلى من طاقة الليثيوم ، العنصر الأثقل التالي. وذلك لأن البروتونات والنيوترونات عبارة عن فرميونات ، والتي وفقًا لمبدأ استبعاد باولي لا يمكن أن توجد في نفس النواة في نفس الحالة تمامًا. يمكن لحالة طاقة كل بروتون أو نيوترون في النواة أن تستوعب كلًا من الجسيم ذي الدوران لأعلى والجسيم ذي الدوران لأسفل. يتمتع الهيليوم-4 بطاقة ارتباط كبيرة بشكل غير طبيعي لأن نواته تتكون من بروتونين ونيوترونين (إنه نواة سحرية مزدوجة )، لذلك يمكن أن تكون جميع نيوكليوناته الأربعة في الحالة الأساسية. يجب أن تنتقل أي نيوكليونات إضافية إلى حالات طاقة أعلى. في الواقع، فإن نواة الهيليوم-4 مرتبطة بإحكام شديد لدرجة أنه يتم التعامل معها عادةً على أنها جسيم ميكانيكي كمي واحد في الفيزياء النووية، ألا وهو جسيم ألفا .

الوضع مشابه إذا تم جمع نواتين معًا. عندما يقتربان من بعضهما البعض، فإن جميع البروتونات في نواة واحدة تتنافر مع جميع البروتونات في الأخرى. لا يحدث ذلك إلا عندما تقترب النواتان بالفعل بما يكفي لفترة كافية حتى تتمكن القوة النووية الجاذبة القوية من السيطرة والتغلب على القوة الكهروستاتيكية الطاردة. يمكن وصف هذا أيضًا بأن النوى تتغلب على ما يسمى حاجز كولومب . يمكن أن تكون الطاقة الحركية لتحقيق ذلك أقل من الحاجز نفسه بسبب النفق الكمومي.

إن حاجز كولومب هو الأصغر بالنسبة لنظائر الهيدروجين، حيث تحتوي أنويتها على شحنة موجبة واحدة فقط. إن ثنائي البروتون ليس مستقرًا، لذا يجب أن تشارك النيوترونات أيضًا، ومن الناحية المثالية بطريقة تجعل نواة الهيليوم، مع ارتباطها الوثيق للغاية، أحد المنتجات.

وباستخدام وقود الديوتيريوم والتريتيوم ، يبلغ حاجز الطاقة الناتج حوالي 0.1 ميجا إلكترون فولت. وبالمقارنة، فإن الطاقة اللازمة لإزالة إلكترون من الهيدروجين تبلغ 13.6 إلكترون فولت. والنتيجة (الوسيطة) للاندماج هي نواة ⁵ He غير مستقرة، والتي تطرد على الفور نيوترونًا بقوة 14.1 ميجا إلكترون فولت. وتبلغ طاقة الارتداد لنواة ⁴ He المتبقية 3.5 ميجا إلكترون فولت، وبالتالي فإن إجمالي الطاقة المحررة هو 17.6 ميجا إلكترون فولت. وهذا أكثر بعدة مرات مما كان مطلوبًا للتغلب على حاجز الطاقة.

المقطع العرضي للتفاعل (σ) هو مقياس لاحتمال حدوث تفاعل اندماجي كدالة للسرعة النسبية لنواة المتفاعلين. إذا كان للمتفاعلين توزيع سرعات، مثل التوزيع الحراري، فمن المفيد إجراء متوسط على توزيعات حاصل ضرب المقطع العرضي والسرعة. يسمى هذا المتوسط "التفاعلية"، ويرمز له بـ $⟨ σv ⟩$ . معدل التفاعل (الاندماجات لكل حجم لكل وقت) هو $⟨ σv ⟩$ مضروبًا في حاصل ضرب كثافات عدد المتفاعلين:

f=n_{1}n_{2}\langle \sigma v\rangle .

إذا كان نوع من النوى يتفاعل مع نواة مثله، مثل تفاعل DD، فيجب استبدال المنتج بـ . $n_{1}n_{2}$ $n^{2}/2$

$\langle \sigma v\rangle$ تزداد الطاقة المندمجة من الصفر تقريبًا في درجات حرارة الغرفة إلى قيم كبيرة عند درجات حرارة تتراوح بين 10 و 100 كيلو فولت. وعند هذه الدرجات من الحرارة، والتي تفوق بكثير طاقات التأين النموذجية (13.6 إلكترون فولت في حالة الهيدروجين)، توجد المواد المتفاعلة في حالة البلازما .

يمكن إيجاد أهمية كدالة لدرجة الحرارة في جهاز له وقت احتجاز طاقة معين من خلال النظر في معيار لوسون . هذا حاجز صعب للغاية للتغلب عليه على الأرض، وهو ما يفسر سبب استغراق أبحاث الاندماج سنوات عديدة للوصول إلى الحالة التقنية المتقدمة الحالية. ^[23] $\langle \sigma v\rangle$

الاندماج الاصطناعي

الاندماج النووي الحراري

الاندماج النووي الحراري هو عملية اتحاد أو "اندماج" النوى الذرية باستخدام درجات حرارة عالية لدفعها قريبة من بعضها البعض بما يكفي ليصبح هذا ممكنًا. تتسبب مثل هذه درجات الحرارة في تحول المادة إلى بلازما ، وإذا تم حصرها، فقد تحدث تفاعلات الاندماج بسبب الاصطدامات مع الطاقات الحركية الحرارية الشديدة للجسيمات. هناك نوعان من الاندماج النووي الحراري: غير متحكم فيه، حيث يتم إطلاق الطاقة الناتجة بطريقة غير متحكم فيها، كما هو الحال في الأسلحة النووية الحرارية ("القنابل الهيدروجينية") وفي معظم النجوم ؛ والمتحكم فيه ، حيث تحدث تفاعلات الاندماج في بيئة تسمح بتسخير بعض أو كل الطاقة المنبعثة لأغراض بناءة.

درجة الحرارة هي مقياس لمتوسط الطاقة الحركية للجسيمات، لذا فإن تسخين المادة سيكسبها طاقة. بعد الوصول إلى درجة حرارة كافية، وفقًا لمعيار لوسون ، تكون طاقة الاصطدامات العرضية داخل البلازما عالية بما يكفي للتغلب على حاجز كولومب وقد تندمج الجسيمات معًا.

على سبيل المثال، في تفاعل اندماج الديوتيريوم والتريتيوم ، تكون الطاقة اللازمة للتغلب على حاجز كولومب 0.1 ميجا إلكترون فولت . ويُظهِر التحويل بين الطاقة ودرجة الحرارة أن حاجز 0.1 ميجا إلكترون فولت يمكن التغلب عليه عند درجة حرارة تزيد عن 1.2 مليار كلفن .

هناك تأثيران مطلوبان لخفض درجة الحرارة الفعلية. الأول هو حقيقة أن درجة الحرارة هي متوسط الطاقة الحركية، مما يعني أن بعض النوى عند هذه الدرجة من الحرارة سيكون لها في الواقع طاقة أعلى بكثير من 0.1 ميجا إلكترون فولت، في حين أن البعض الآخر سيكون أقل بكثير. إن النوى الموجودة في ذيل الطاقة العالية لتوزيع السرعة هي المسؤولة عن معظم تفاعلات الاندماج. التأثير الآخر هو النفق الكمومي . لا يجب أن تمتلك النوى في الواقع طاقة كافية للتغلب على حاجز كولومب تمامًا. إذا كانت لديها طاقة كافية تقريبًا، فيمكنها النفق عبر الحاجز المتبقي. ولهذه الأسباب، سيظل الوقود عند درجات حرارة أقل يخضع لأحداث الاندماج، بمعدل أقل.

الاندماج النووي الحراري هو أحد الأساليب التي يتم البحث فيها في محاولات إنتاج الطاقة الاندماجية . وإذا أصبح الاندماج النووي الحراري ملائمًا للاستخدام، فسوف يقلل بشكل كبير من البصمة الكربونية للعالم .

اندماج شعاع-شعاع أو شعاع-هدف

اندماج الأيونات الخفيفة المعتمد على المسرعات هي تقنية تستخدم مسرعات الجسيمات لتحقيق طاقات حركية للجسيمات كافية لتحفيز تفاعلات اندماج الأيونات الخفيفة. ^[24]

إن تسريع الأيونات الخفيفة سهل نسبيًا، ويمكن القيام به بطريقة فعّالة - حيث يتطلب فقط أنبوبًا مفرغًا، وزوجًا من الأقطاب الكهربائية، ومحولًا عالي الجهد؛ ويمكن ملاحظة الاندماج مع ما لا يقل عن 10 كيلو فولت بين الأقطاب الكهربائية. ^{[ بحاجة لمصدر ]} يمكن ترتيب النظام لتسريع الأيونات إلى هدف ثابت مشبع بالوقود، والمعروف باسم اندماج شعاع الهدف ، أو عن طريق تسريع تيارين من الأيونات تجاه بعضهما البعض، اندماج شعاع-شعاع . ^{[ بحاجة لمصدر ]} تكمن المشكلة الرئيسية في الاندماج القائم على المسرع (ومع الأهداف الباردة بشكل عام) في أن المقاطع العرضية للاندماج أقل بكثير من المقاطع العرضية لتفاعل كولومب. لذلك، فإن الغالبية العظمى من الأيونات تنفق طاقتها في إصدار إشعاع الكبح وتأين ذرات الهدف. الأجهزة التي يشار إليها باسم مولدات النيوترونات ذات الأنبوب المختوم ذات صلة خاصة بهذه المناقشة. هذه الأجهزة الصغيرة عبارة عن مسرعات جسيمات مصغرة مملوءة بغاز الديوتيريوم والتريتيوم في ترتيب يسمح بتسريع أيونات تلك النوى ضد أهداف الهيدريد، والتي تحتوي أيضًا على الديوتيريوم والتريتيوم، حيث يحدث الاندماج، مما يؤدي إلى إطلاق تدفق من النيوترونات. يتم إنتاج مئات من مولدات النيوترونات سنويًا لاستخدامها في صناعة البترول حيث يتم استخدامها في معدات القياس لتحديد موقع احتياطيات النفط ورسم خرائطها. ^{[ بحاجة لمصدر ]}

تم إجراء عدد من المحاولات لإعادة تدوير الأيونات التي "تفوت" الاصطدامات على مر السنين. كانت إحدى المحاولات الأكثر شهرة في السبعينيات هي ميجما ، والتي استخدمت حلقة تخزين جسيمات فريدة لالتقاط الأيونات في مدارات دائرية وإعادتها إلى منطقة التفاعل. أشارت الحسابات النظرية التي أجريت أثناء مراجعات التمويل إلى أن النظام سيواجه صعوبة كبيرة في التوسع لاحتواء ما يكفي من وقود الاندماج ليكون ذا صلة كمصدر للطاقة. في التسعينيات، اقترح نورمان روستوكر ترتيبًا جديدًا باستخدام تكوين معكوس المجال (FRC) كنظام تخزين ولا يزال قيد الدراسة من قبل TAE Technologies اعتبارًا من عام 2021. النهج الوثيق الصلة هو دمج اثنين من FRC يدوران في اتجاهين متعاكسين، ^[25] والذي تدرسه شركة Helion Energy بنشاط. نظرًا لأن هذه الأساليب كلها لها طاقات أيونية تتجاوز حاجز كولومب بكثير ، فإنها غالبًا ما تقترح استخدام دورات وقود بديلة مثل p- ^11B والتي يصعب محاولة تجربتها باستخدام الأساليب التقليدية . ^[26]^[update]

الاندماج المحفز بالميون

الاندماج المحفز بالميون هو عملية اندماج تحدث في درجات حرارة عادية. وقد درسها ستيفن جونز بالتفصيل في أوائل الثمانينيات. لم ينجح إنتاج الطاقة الصافية من هذا التفاعل بسبب الطاقة العالية المطلوبة لإنشاء الميونات ، ونصف عمرها القصير الذي يبلغ 2.2 ميكروثانية ، والاحتمالية العالية لربط الميون بجسيم ألفا الجديد وبالتالي التوقف عن تحفيز الاندماج. ^[27]

مبادئ أخرى

وقد تم التحقيق في بعض مبادئ الاحتجاز الأخرى.

تستخدم عملية الاندماج النووي باستخدام المادة المضادة كميات صغيرة من المادة المضادة لإحداث انفجار اندماجي صغير. وقد تمت دراسة هذه العملية في المقام الأول في سياق جعل الدفع النبضي النووي والقنابل الاندماجية النقية ممكنة. ولكن هذه العملية لا تقترب من أن تصبح مصدر طاقة عمليًا، وذلك بسبب تكلفة تصنيع المادة المضادة وحدها.
تم الإبلاغ عن الاندماج الكهرومغناطيسي في أبريل 2005 بواسطة فريق في جامعة كاليفورنيا في لوس أنجلوس . استخدم العلماء بلورة كهرومغناطيسية تم تسخينها من -34 إلى 7 درجات مئوية (-29 إلى 45 درجة فهرنهايت)، مقترنة بإبرة من التنغستن لإنتاج مجال كهربائي يبلغ حوالي 25 جيجا فولت لكل متر لتأين وتسريع نوى الديوتيريوم إلى هدف ديوتيريد الإربيوم . عند مستويات الطاقة المقدرة، ^[28] قد يحدث تفاعل اندماج D-D، مما ينتج عنه هيليوم-3 ونيوترون بقوة 2.45 ميجا فولت . على الرغم من أنه يصنع مولد نيوترون مفيد، إلا أن الجهاز غير مخصص لتوليد الطاقة لأنه يتطلب طاقة أكبر بكثير مما ينتجه. ^[29]^[30]^[31]^[32] لوحظت تفاعلات اندماج D-T مع هدف إربيوم مشبع بالتريتيوم. ^[33]
الطاقة النووية الهجينة الاندماجية الانشطارية (الطاقة النووية الهجينة) هي وسيلة مقترحة لتوليد الطاقة باستخدام مزيج من عمليات الاندماج والانشطار النوويين . يعود تاريخ المفهوم إلى خمسينيات القرن العشرين، وقد دعا إليه لفترة وجيزة هانز بيث خلال السبعينيات، لكنه ظل غير مستكشف إلى حد كبير حتى إحياء الاهتمام به في عام 2009، بسبب التأخير في تحقيق الاندماج النقي. ^[34]
في منتصف سبعينيات القرن العشرين، قام مشروع PACER ، الذي نفذ في مختبر لوس ألاموس الوطني ، باستكشاف إمكانية إنشاء نظام طاقة اندماجية يتضمن تفجير قنابل هيدروجينية صغيرة (قنابل اندماجية) داخل تجويف تحت الأرض. وباعتباره مصدرًا للطاقة، فإن النظام هو نظام الطاقة الاندماجية الوحيد الذي يمكن إثبات أنه يعمل باستخدام التكنولوجيا الحالية. ومع ذلك، فإنه يتطلب أيضًا إمدادًا كبيرًا ومستمرًا من القنابل النووية، مما يجعل اقتصاديات مثل هذا النظام موضع تساؤل إلى حد ما.
كان اندماج الفقاعات المعروف أيضًا باسم sonofusion آلية مقترحة لتحقيق الاندماج عبر التجويف الصوتي والتي اكتسبت شهرة كبيرة في أوائل العقد الأول من القرن الحادي والعشرين. فشلت المحاولات اللاحقة للتكرار وحُكم على الباحث الرئيسي، روسي تاليارخان ، بالذنب بتهمة سوء السلوك البحثي في عام 2008. ^[35]

الاحتجاز في الاندماج النووي الحراري

المشكلة الرئيسية في تحقيق الاندماج النووي الحراري هي كيفية حصر البلازما الساخنة. بسبب ارتفاع درجة الحرارة، لا يمكن للبلازما أن تكون على اتصال مباشر بأي مادة صلبة، لذلك يجب وضعها في فراغ . كما أن درجات الحرارة المرتفعة تعني ضغوطًا عالية. تميل البلازما إلى التمدد فورًا وتكون بعض القوة ضرورية للتأثير ضدها. يمكن أن تأخذ هذه القوة أحد ثلاثة أشكال: الجاذبية في النجوم، أو القوى المغناطيسية في مفاعلات الاندماج ذات الاحتواء المغناطيسي، أو القصور الذاتي حيث قد يحدث تفاعل الاندماج قبل أن تبدأ البلازما في التمدد، وبالتالي فإن قصور البلازما يحافظ على تماسك المادة.

الحبس الجاذبي

القوة الوحيدة القادرة على حصر الوقود بشكل جيد بما يكفي لتلبية معيار لوسون هي الجاذبية . ومع ذلك، فإن الكتلة المطلوبة كبيرة جدًا لدرجة أن حصر الجاذبية لا يوجد إلا في النجوم - أقل النجوم كتلة القادرة على الاندماج المستدام هي الأقزام الحمراء ، بينما تكون الأقزام البنية قادرة على دمج الديوتيريوم والليثيوم إذا كانت ذات كتلة كافية. في النجوم الثقيلة بما يكفي ، بعد استنفاد إمدادات الهيدروجين في نواتها، تبدأ نواتها (أو غلاف حول النواة) في دمج الهيليوم مع الكربون . في النجوم الأكثر ضخامة (على الأقل 8-11 كتلة شمسية )، تستمر العملية حتى يتم إنتاج بعض طاقتها عن طريق دمج عناصر أخف وزناً مع الحديد . نظرًا لأن الحديد لديه واحدة من أعلى طاقات الربط ، فإن التفاعلات التي تنتج عناصر أثقل تكون ماصة للحرارة بشكل عام . لذلك، لا تتشكل كميات كبيرة من العناصر الثقيلة خلال فترات مستقرة من تطور النجوم الضخمة، ولكنها تتشكل في انفجارات المستعرات الأعظمية . كما أن بعض النجوم الأخف وزناً تشكل هذه العناصر في الأجزاء الخارجية من النجوم على مدى فترات طويلة من الزمن، وذلك عن طريق امتصاص الطاقة من الاندماج داخل النجم، وعن طريق امتصاص النيوترونات المنبعثة من عملية الاندماج.

من الناحية النظرية، تمتلك جميع العناصر الأثقل من الحديد بعض الطاقة الكامنة التي يمكن إطلاقها. وفي نهاية عملية إنتاج العناصر الثقيلة للغاية، يمكن لهذه العناصر الأثقل أن تنتج طاقة في عملية الانقسام مرة أخرى إلى حجم الحديد، في عملية الانشطار النووي . وبالتالي، يطلق الانشطار النووي طاقة تم تخزينها، في بعض الأحيان منذ مليارات السنين، أثناء التخليق النووي النجمي .

الاحتجاز المغناطيسي

تتبع الجسيمات المشحونة كهربائيًا (مثل أيونات الوقود) خطوط المجال المغناطيسي (انظر مركز التوجيه ) . وبالتالي يمكن حبس وقود الاندماج باستخدام مجال مغناطيسي قوي. توجد مجموعة متنوعة من التكوينات المغناطيسية، بما في ذلك الهندسة الحلقية للتوكاماكات والستيلاراتور وأنظمة احتجاز المرايا المفتوحة.

الحبس بالقصور الذاتي

مبدأ الاحتجاز الثالث هو تطبيق نبضة سريعة من الطاقة على جزء كبير من سطح حبيبات وقود الاندماج، مما يتسبب في "انفجارها" وتسخينها في نفس الوقت إلى ضغط ودرجة حرارة مرتفعين للغاية. إذا كان الوقود كثيفًا بدرجة كافية وساخنًا بدرجة كافية، فسيكون معدل تفاعل الاندماج مرتفعًا بدرجة كافية لحرق جزء كبير من الوقود قبل أن يتبدد. لتحقيق هذه الظروف القاسية، يجب ضغط الوقود البارد في البداية بشكل انفجاري. يستخدم الاحتجاز بالقصور الذاتي في القنبلة الهيدروجينية ، حيث يكون المحرك هو الأشعة السينية التي تم إنشاؤها بواسطة قنبلة انشطارية. يتم أيضًا محاولة الاحتجاز بالقصور الذاتي في الاندماج النووي "المتحكم فيه"، حيث يكون المحرك هو الليزر أو الأيون أو شعاع الإلكترون أو Z-pinch . طريقة أخرى هي استخدام مادة شديدة الانفجار التقليدية لضغط الوقود إلى ظروف الاندماج. ^[36]^[37] تم استخدام منشأة التفجير الموجه بالانفجار UTIAS لإنتاج تفجيرات نصف كروية مستقرة ومركزة وموجهة ^[38]لتوليد النيوترونات من تفاعلات DD. أثبتت الطريقة الأبسط والأكثر مباشرة أنها في خليط متكافئ مسبق التفجير من الديوتيريوم والأكسجين . كانت الطريقة الناجحة الأخرى هي استخدام ضاغط Voitenko المصغر ، ^[39] حيث تم دفع الحجاب الحاجز المستوي بواسطة موجة التفجير إلى تجويف كروي صغير ثانوي يحتوي على غاز الديوتيريوم النقي في جو واحد. ^[40]

الحبس الكهروستاتيكي

توجد أيضًا أجهزة اندماج حصر الكهروستاتيكي . تحصر هذه الأجهزة الأيونات باستخدام المجالات الكهروستاتيكية. أشهرها هو جهاز الاندماج . يحتوي هذا الجهاز على كاثود داخل قفص سلكي أنودي. تطير الأيونات الموجبة نحو القفص الداخلي السالب، وتسخن بواسطة المجال الكهربائي في هذه العملية. إذا فاتتها القفص الداخلي، فيمكنها الاصطدام والاندماج. ومع ذلك، تصطدم الأيونات عادةً بالكاثود، مما يؤدي إلى حدوث خسائر توصيل عالية محظورة . أيضًا، تكون معدلات الاندماج في أجهزة الاندماج منخفضة جدًا بسبب التأثيرات الفيزيائية المتنافسة، مثل فقدان الطاقة في شكل إشعاع ضوئي. ^[41] تم اقتراح تصميمات لتجنب المشاكل المرتبطة بالقفص، من خلال توليد المجال باستخدام سحابة غير محايدة. وتشمل هذه جهاز تذبذب البلازما، ^[42] وفخ بينينج وبوليويل . ^{[43] ومع ذلك، فإن التكنولوجيا غير ناضجة نسبيًا، ولا تزال هناك العديد من}الأسئلة العلمية والهندسية.

الطريقة الأكثر شهرة للاحتواء الكهروستاتيكي بالقصور الذاتي هي جهاز الاندماج . بدءًا من عام 1999، تمكن عدد من الهواة من القيام بالاندماج الهواة باستخدام هذه الأجهزة المصنوعة منزليًا. ^[44]^[45]^[46]^[47] تشمل أجهزة IEC الأخرى: Polywell وMIX POPS ^[48] ومفاهيم Marble. ^[49]

ردود الفعل الهامة

سلاسل التفاعل النجمية

عند درجات الحرارة والكثافات في نوى النجوم، تكون معدلات تفاعلات الاندماج بطيئة بشكل ملحوظ. على سبيل المثال، عند درجة حرارة قلب الشمس ( T ≈ 15 MK) والكثافة (160 جم / سم ³ )، يكون معدل إطلاق الطاقة 276 ميكروواط / سم ³ فقط - حوالي ربع المعدل الحجمي الذي يولد به جسم الإنسان الساكن الحرارة. ^[50] وبالتالي، فإن إعادة إنتاج ظروف قلب النجم في المختبر لإنتاج طاقة الاندماج النووي غير عملي تمامًا. نظرًا لأن معدلات التفاعل النووي تعتمد على الكثافة وكذلك درجة الحرارة وأن معظم مخططات الاندماج تعمل بكثافات منخفضة نسبيًا، فإن هذه الأساليب تعتمد بشدة على درجات الحرارة الأعلى. يؤدي معدل الاندماج كدالة لدرجة الحرارة (exp (− E / kT )) إلى الحاجة إلى تحقيق درجات حرارة في المفاعلات الأرضية أعلى بمقدار 10-100 مرة من درجات الحرارة في باطن النجوم: T ≈(0.1–1.0) × 10 ⁹ كلفن .

المعايير والمرشحين للتفاعلات الأرضية

في الاندماج الاصطناعي، لا يقتصر الوقود الأساسي على البروتونات ويمكن استخدام درجات حرارة أعلى، لذلك يتم اختيار التفاعلات ذات المقاطع العرضية الأكبر. هناك مصدر قلق آخر وهو إنتاج النيوترونات، التي تنشط بنية المفاعل إشعاعيًا، ولكنها تتمتع أيضًا بمزايا السماح بالاستخراج الحجمي لطاقة الاندماج وتربية التريتيوم . يشار إلى التفاعلات التي لا تطلق أي نيوترونات باسم التفاعلات اللانيوترونية .

لكي يكون التفاعل الاندماجي مصدرًا مفيدًا للطاقة، يجب أن يفي بالعديد من المعايير. يجب أن:

كن طاردًا للحرارة: يحد هذا من قدرة المتفاعلات على الجانب المنخفض Z (عدد البروتونات) من منحنى طاقة الارتباط . كما يجعل الهيليوم⁴
هو
المنتج الأكثر شيوعًا بسبب ارتباطه الضيق بشكل غير عادي، على الرغم من³
هو
و³
ح
تظهر أيضا.
تتضمن نوى ذات عدد ذري منخفض ( Z ): يرجع ذلك إلى أن التنافر الكهروستاتيكي الذي يجب التغلب عليه قبل أن تقترب النوى بدرجة كافية للاندماج ( حاجز كولومب ) يرتبط ارتباطًا مباشرًا بعدد البروتونات التي تحتويها - عددها الذري.
يحتوي على اثنين من المتفاعلات: عند أي كثافة أقل من كثافة النجوم، فإن تصادم الأجسام الثلاثة أمر غير محتمل للغاية. في الحبس بالقصور الذاتي، يتم تجاوز كل من كثافة النجوم ودرجات الحرارة للتعويض عن أوجه القصور في المعلمة الثالثة لمعيار لوسون، وهو وقت الحبس القصير للغاية لـ ICF.
لديك منتجين أو أكثر: وهذا يسمح بالحفاظ على الطاقة والزخم في وقت واحد دون الاعتماد على القوة الكهرومغناطيسية.
حفظ كل من البروتونات والنيوترونات: المقاطع العرضية للتفاعل الضعيف صغيرة جدًا.

هناك عدد قليل من التفاعلات التي تلبي هذه المعايير. وفيما يلي التفاعلات ذات المقاطع العرضية الأكبر: ^[51]^[52]

(1)

²
₁د

+

³
₁ت

→

⁴
₂هو

(

3.52 ميجا إلكترون فولت

)

+

ن ⁰

(

14.06 مليون إلكترون فولت

)

(2ي)

²
₁د

+

²
₁د

→

³
₁ت

(

1.01 مليون إلكترون فولت

)

+

ص ⁺

(

3.02 مليون إلكترون فولت

)

50%

(2ثانيا)

→

³
₂هو

(

0.82 ميجا إلكترون فولت

)

+

ن ⁰

(

2.45 ميجا إلكترون فولت

)

50%

(3)

²
₁د

+

³
₂هو

→

⁴
₂هو

(

3.6 مليون إلكترون فولت

)

+

ص ⁺

(

14.7 مليون إلكترون فولت

)

(4)

³
₁ت

+

³
₁ت

→

⁴
₂هو

+

2 ن ⁰

+

11.3 مليون إلكترون فولت

(5)

³
₂هو

+

³
₂هو

→

⁴
₂هو

+

2 ص ⁺

+

12.9 مليون إلكترون فولت

(6ي)

³
₂هو

+

³
₁ت

→

⁴
₂هو

+

ص ⁺

+

ن ⁰

+

12.1 مليون إلكترون فولت

57%

(6ثانيا)

→

⁴
₂هو

(

4.8 مليون إلكترون فولت

)

+

²
₁د

(

9.5 ميجا إلكترون فولت

)

43%

(7ي)

²
₁د

+

⁶
₃لي

→

2 ⁴
₂هو

+

22.4 مليون إلكترون فولت

(7ثانيا)

→

³
₂هو

+

⁴
₂هو

+

ن ⁰

+

2.56 ميجا إلكترون فولت

(7ثالثا)

→

⁷
₃لي

+

ص ⁺

+

5.0 ميجا إلكترون فولت

(7رابعاً)

→

⁷
₄يكون

+

ن ⁰

+

3.4 مليون إلكترون فولت

(8)

ص ⁺

+

⁶
₃لي

→

⁴
₂هو

(

1.7 مليون إلكترون فولت

)

+

³
₂هو

(

2.3 مليون إلكترون فولت

)

(9)

³
₂هو

+

⁶
₃لي

→

2 ⁴
₂هو

+

ص ⁺

+

16.9 مليون إلكترون فولت

(10)

ص ⁺

+

¹¹
₅ب

→

3 ⁴
₂هو

+

8.7 مليون إلكترون فولت

بالنسبة للتفاعلات التي تحتوي على ناتجين، يتم تقسيم الطاقة بينهما بنسبة عكسية لكتلتيهما، كما هو موضح. في معظم التفاعلات التي تحتوي على ثلاثة نواتج، يختلف توزيع الطاقة. بالنسبة للتفاعلات التي يمكن أن تؤدي إلى أكثر من مجموعة من النواتج، يتم إعطاء نسب التفرع.

يمكن استبعاد بعض التفاعلات المرشحة على الفور. لا يتمتع تفاعل D– ⁶ Li بأي ميزة مقارنة بتفاعل p ⁺ –¹¹
₅ب
لأنه من الصعب تقريبًا حرقه ولكنه ينتج عددًا أكبر بكثير من النيوترونات من خلاله²
₁د
-²
₁د
التفاعلات الجانبية. هناك أيضًا p ⁺ –⁷
₃لي
التفاعل، ولكن المقطع العرضي منخفض للغاية، إلا ربما عندما تكون قيمة T _i > 1 ميجا إلكترون فولت، ولكن عند درجات الحرارة المرتفعة هذه يصبح التفاعل الماص للحرارة والمُنتج للنيوترونات المباشرة مهمًا للغاية أيضًا. وأخيرًا، هناك أيضًا p ⁺ –⁹
₄يكون
التفاعل، الذي ليس من الصعب حرقه فحسب، بل⁹
₄يكون
يمكن أن تنقسم بسهولة إلى جسيمين ألفا ونيوترون.

بالإضافة إلى تفاعلات الاندماج، فإن التفاعلات التالية مع النيوترونات مهمة من أجل "تربية" التريتيوم في القنابل الاندماجية "الجافة" وبعض مفاعلات الاندماج المقترحة:

ن ⁰	+	⁶ ₃لي	→	³ ₁ت	+	⁴ ₂هو + 4.784 مليون إلكترون فولت
ن ⁰	+	⁷ ₃لي	→	³ ₁ت	+	⁴ ₂هو + ن ⁰ − 2.467 ميجا إلكترون فولت

كانت المعادلتان الأخيرتان غير معروفتين عندما أجرت الولايات المتحدة اختبار قنبلة الاندماج في قلعة برافو عام 1954. ولأنها كانت ثاني قنبلة اندماجية يتم اختبارها على الإطلاق (والأولى التي تستخدم الليثيوم)، فقد أدرك مصممو "الجمبري" في قلعة برافو فائدة ⁶ Li في إنتاج التريتيوم، لكنهم فشلوا في إدراك أن انشطار ⁷ Li من شأنه أن يزيد بشكل كبير من إنتاج القنبلة. في حين أن ⁷ Li له مقطع عرضي نيوتروني صغير لطاقات النيوترون المنخفضة، إلا أنه يحتوي على مقطع عرضي أعلى فوق 5 MeV. ^[53] كان العائد 15 Mt أكبر بنسبة 150٪ من 6 Mt المتوقعة وتسبب في تعرض غير متوقع للتساقط.

لتقييم فائدة هذه التفاعلات، بالإضافة إلى المتفاعلات والمنتجات والطاقة المنبعثة، يحتاج المرء إلى معرفة شيء ما عن المقطع العرضي النووي . يتمتع أي جهاز اندماج معين بضغط بلازما أقصى يمكنه تحمله، وسيعمل الجهاز الاقتصادي دائمًا بالقرب من هذا الحد الأقصى. وبالنظر إلى هذا الضغط، يتم الحصول على أكبر ناتج اندماج عندما يتم اختيار درجة الحرارة بحيث تكون $⟨ σv ⟩ / T 2$ هي الحد الأقصى. هذه هي أيضًا درجة الحرارة التي تكون فيها قيمة المنتج الثلاثي $nTτ$ المطلوبة للاشتعال هي الحد الأدنى، حيث أن هذه القيمة المطلوبة تتناسب عكسيًا مع $⟨ σv ⟩ / T 2$ (انظر معيار لوسون ). (يتم "اشتعال" البلازما إذا أنتجت تفاعلات الاندماج طاقة كافية للحفاظ على درجة الحرارة دون تسخين خارجي.) يتم إعطاء درجة الحرارة المثلى هذه وقيمة $⟨ σv ⟩ / T 2$ عند تلك درجة الحرارة لبعض هذه التفاعلات في الجدول التالي.

وقود	ت [كيلو إلكترون فولت]	$⟨ σv ⟩ / T 2$ [م³ /ثانية/كيلو إلكترون فولت² ]
² ₁د -³ ₁ت	13.6	1.24 × 10 ⁻²⁴
² ₁د -² ₁د	15	1.28 × 10 ⁻²⁶
² ₁د -³ ₂هو	58	2.24 × 10 ⁻²⁶
ص ⁺ –⁶ ₃لي	66	1.46 × 10 ⁻²⁷
ص ⁺ –¹¹ ₅ب	123	3.01 × 10 ⁻²⁷

لاحظ أن العديد من التفاعلات تشكل سلاسل. على سبيل المثال، المفاعل الذي يعمل بالوقود³
₁ت
و³
₂هو
يخلق بعض²
₁د
، والتي من الممكن استخدامها بعد ذلك في²
₁د
-³
₂هو
التفاعل إذا كانت الطاقات "مناسبة". الفكرة الأنيقة هي الجمع بين التفاعلين (8) و(9).³
₂هو
من التفاعل (8) يمكن أن يتفاعل مع⁶
₃لي
في التفاعل (9) قبل التحول الحراري الكامل. ينتج عن هذا بروتون نشط، والذي بدوره يخضع للتفاعل (8) قبل التحول الحراري. يُظهر التحليل التفصيلي أن هذه الفكرة لن تعمل بشكل جيد، ^{[ بحاجة لمصدر ]} ولكنها مثال جيد لحالة حيث الافتراض المعتاد للبلازما الماكسويلية غير مناسب.

وفرة الوقود النووي الاندماجي


نظائر وقود الاندماج النووي	نصف العمر	وفرة
¹ ₁ح ^[54]^[55]^[56]^[57]^[58]^[59]^[60]^[61]	مستقر	99.98%
² ₁د ^[62]^[63]^[64]^[65]	مستقر	0.02%
³ ₁ت ^[62]^[63]	12.32(2) ي	يتعقب
³ ₂هو ^[62]^[63]^[64]	مستقر	0.0002%
⁴ ₂هو ^[65]	مستقر	99.9998%
⁶ ₃لي ^[62]^[63]^[64]	مستقر	7.59%
⁷ ₃لي ^[62]^[64]	مستقر	92.41%
¹¹ ₅ب ^[62]^[63]^[64]^[66]	مستقر	80%
¹² ₆ج ^[55]^[59]	مستقر	98.9%
¹³ ₆ج ^[55]	مستقر	1.1%
¹³ ₇ن ^[55]^[59]	9.965(4) دقيقة	متزامن
¹⁴ ₇ن ^[55]^[56]^[59]	مستقر	99.6%
¹⁵ ₇ن ^[55]^[56]^[57]^[59]^[60]^[64]	مستقر	0.4%
¹⁴ ₈ا ^[59]	70.621(11) ثانية	متزامن
¹⁵ ₈ا ^[55]^[56]^[59]^[60]	122.266(43) ثانية	متزامن
¹⁶ ₈ا ^[56]^[57]^[58]^[60]^[61]	مستقر	99.76%
¹⁷ ₈ا ^[56]^[57]^[58]	مستقر	0.04%
¹⁸ ₈ا ^[57]^[58]	مستقر	0.20%
¹⁷ ₉ف ^[56]^[57]^[58]^[60]^[61]	64.370(27) ثانية	متزامن
¹⁸ ₉ف ^[57]^[58]^[60]^[61]	109.734(8) دقيقة	يتعقب
¹⁹ ₉ف ^[58]^[61]	مستقر	100%
¹⁸ ₁₀ني ^[60]^[61]	1664.20(47) مللي ثانية	يتعقب
¹⁹ ₁₀ني ^[61]	17.2569(19) ثانية	يتعقب

النيوترونية ومتطلبات الاحتواء وكثافة القدرة

يمكن لأي من التفاعلات المذكورة أعلاه أن تكون أساسًا لإنتاج الطاقة الاندماجية . بالإضافة إلى درجة الحرارة والمقطع العرضي المذكورين أعلاه، يجب أن نأخذ في الاعتبار الطاقة الكلية لمنتجات الاندماج E _fus ، وطاقة منتجات الاندماج المشحونة E _ch ، والعدد الذري Z للمتفاعل غير الهيدروجيني.

مواصفات²
₁د
-²
₁د
ومع ذلك، فإن التفاعل يستلزم بعض الصعوبات. بادئ ذي بدء، يجب على المرء أن يحسب المتوسط على الفرعين (2i) و(2ii). والأكثر صعوبة هو تحديد كيفية معالجة³
₁ت
و³
₂هو
منتجات.³
₁ت
يحترق بشكل جيد في بلازما الديوتيريوم لدرجة أنه يكاد يكون من المستحيل استخراجه من البلازما.²
₁د
-³
₂هو
يتم تحسين التفاعل عند درجة حرارة أعلى بكثير، وبالتالي فإن الاحتراق عند درجة الحرارة المثلى²
₁د
-²
₁د
قد تكون درجة الحرارة منخفضة. لذلك، يبدو من المعقول أن نفترض³
₁ت
ولكن ليس³
₂هو
يحترق ويضيف طاقته إلى التفاعل الصافي، مما يعني أن التفاعل الكلي سيكون مجموع (2i)، (2ii)، و(1):

5²
₁د
→⁴
₂هو
+ 2 ن ⁰ +³
₂هو
+ p ⁺ ، E _fus = 4.03 + 17.6 + 3.27 = 24.9 ميجا إلكترون فولت، E _ch = 4.03 + 3.5 + 0.82 = 8.35 ميجا إلكترون فولت.

لحساب قوة المفاعل (حيث يتم تحديد معدل التفاعل من خلال الخطوة D–D)، نحسب²
₁د
-²
₁د
طاقة الاندماج لكل تفاعل D–D مثل E _fus = (4.03 ميجا إلكترون فولت + 17.6 ميجا إلكترون فولت) × 50% + (3.27 ميجا إلكترون فولت) × 50% = 12.5 ميجا إلكترون فولت والطاقة في الجسيمات المشحونة مثل E _ch = (4.03 ميجا إلكترون فولت + 3.5 ميجا إلكترون فولت) × 50% + (0.82 ميجا إلكترون فولت) × 50% = 4.2 ميجا إلكترون فولت. (ملاحظة: إذا تفاعل أيون التريتيوم مع الديوترون بينما لا يزال لديه طاقة حركية كبيرة، فقد تكون الطاقة الحركية للهيليوم-4 الناتج مختلفة تمامًا عن 3.5 ميجا إلكترون فولت، ^[67] لذا فإن حساب الطاقة في الجسيمات المشحونة هو مجرد تقريب للمتوسط.) كمية الطاقة لكل ديوترون مستهلك هي 2/5 من هذا، أو 5.0 ميجا إلكترون فولت ( طاقة محددة تبلغ حوالي 225 مليون ميجا جول لكل كيلوجرام من الديوتيريوم).

جانب فريد آخر من²
₁د
-²
₁د
التفاعل هو أن يكون هناك متفاعل واحد فقط، ويجب أخذ ذلك في الاعتبار عند حساب سرعة التفاعل.

من خلال هذا الاختيار، نقوم بتجميع المعلمات لأربعة من أهم التفاعلات

وقود	ز	E _fus [ملي إلكترون فولت]	إش [ملي إلكترون فولت _]	النيوترونية
² ₁د -³ ₁ت	1	17.6	3.5	0.80
² ₁د -² ₁د	1	12.5	4.2	0.66
² ₁د -³ ₂هو	2	18.3	18.3	≈0.05
ص ⁺ –¹¹ ₅ب	5	8.7	8.7	≈0.001

العمود الأخير هو نيوترونية التفاعل، وهي نسبة طاقة الاندماج المنطلقة على شكل نيوترونات. وهذا مؤشر مهم لحجم المشاكل المرتبطة بالنيوترونات مثل الضرر الإشعاعي، والحماية البيولوجية، والتعامل عن بعد، والسلامة. بالنسبة للتفاعلين الأولين، يتم حسابه على النحو التالي ( E _fus − E _ch )/ E _fus . بالنسبة للتفاعلين الأخيرين، حيث يعطي هذا الحساب صفرًا، فإن القيم المذكورة هي تقديرات تقريبية تستند إلى التفاعلات الجانبية التي تنتج نيوترونات في البلازما في حالة التوازن الحراري.

بالطبع، يجب خلط المتفاعلات أيضًا بالنسب المثلى. هذه هي الحالة عندما يكون لكل أيون متفاعل بالإضافة إلى الإلكترونات المرتبطة به نصف الضغط. وبافتراض أن الضغط الكلي ثابت، فهذا يعني أن كثافة جسيمات الأيون غير الهيدروجيني أصغر من كثافة الأيون الهيدروجيني بعامل 2/( Z + 1) . وبالتالي، يتم تقليل معدل هذه التفاعلات بنفس العامل، بالإضافة إلى أي اختلافات في قيم $⟨ σv ⟩ / T 2.$ من ناحية أخرى، نظرًا لأن²
₁د
-²
₁د
عندما يكون التفاعل يحتوي على متفاعل واحد فقط، فإن معدله يكون أعلى بمرتين مما يحدث عندما يتم تقسيم الوقود بين نوعين هيدروجينيين مختلفين، مما يخلق تفاعلًا أكثر كفاءة.

وبالتالي، هناك "عقوبة" قدرها 2/( Z + 1) للوقود غير الهيدروجيني الناشئ عن حقيقة أنها تتطلب المزيد من الإلكترونات، والتي تتحمل الضغط دون المشاركة في تفاعل الاندماج. (عادةً ما يكون من الجيد افتراض أن درجة حرارة الإلكترون ستكون مساوية تقريبًا لدرجة حرارة الأيون. ومع ذلك، يناقش بعض المؤلفين إمكانية الحفاظ على الإلكترونات بدرجة حرارة أبرد بكثير من الأيونات. في مثل هذه الحالة، المعروفة باسم "وضع الأيون الساخن"، لن تنطبق "العقوبة".) هناك في الوقت نفسه "مكافأة" بعامل 2 لـ²
₁د
-²
₁د
لأن كل أيون قادر على التفاعل مع أي من الأيونات الأخرى، وليس جزء منها فقط.

ويمكننا الآن مقارنة هذه التفاعلات في الجدول التالي.

وقود	$⟨ σv ⟩ / T 2$	عقوبة/مكافأة	التفاعلية العكسية	معيار لوسون	كثافة القدرة [W/ ^m3 / ^kPa2 ]	النسبة العكسية لكثافة القدرة
² ₁د -³ ₁ت	1.24 × 10 ⁻²⁴	1	1	1	34	1
² ₁د -² ₁د	1.28 × 10 ⁻²⁶	2	48	30	0.5	68
² ₁د -³ ₂هو	2.24 × 10 ⁻²⁶	2/3	83	16	0.43	80
ص ⁺ –⁶ ₃لي	1.46 × 10 ⁻²⁷	1/2	1700		0.005	6800
ص ⁺ –¹¹ ₅ب	3.01 × 10 ⁻²⁷	1/3	1240	500	0.014	2500

القيمة القصوى لـ $⟨ σv ⟩ / T 2$ مأخوذة من جدول سابق. عامل "الجزاء/المكافأة" هو ذلك المرتبط بمتفاعل غير هيدروجيني أو تفاعل من نوع واحد. يتم العثور على القيم في عمود "التفاعلية العكسية" عن طريق القسمة1.24 × 10 ⁻²⁴ بواسطة حاصل ضرب العمودين الثاني والثالث. يشير إلى العامل الذي تحدث به التفاعلات الأخرى بشكل أبطأ من²
₁د
-³
₁ت
التفاعل في ظل ظروف مماثلة. يزن العمود " معيار لوسون " هذه النتائج بـ E _ch ويعطي مؤشرًا لمدى صعوبة تحقيق الاشتعال بهذه التفاعلات، نسبة إلى صعوبة²
₁د
-³
₁ت
التفاعل. العمود قبل الأخير يحمل عنوان "كثافة الطاقة" ويزن التفاعل العملي بـ E _fus . يشير العمود الأخير إلى مدى انخفاض كثافة طاقة الاندماج للتفاعلات الأخرى مقارنة بـ²
₁د
-³
₁ت
ويمكن اعتباره مقياسًا للإمكانات الاقتصادية.

خسائر Bremsstrahlung في البلازما شبه المحايدة والخواص

إن الأيونات التي تخضع للاندماج في العديد من الأنظمة لن تحدث بمفردها أبدًا، بل ستختلط بالإلكترونات التي تعمل مجتمعة على تحييد الشحنة الكهربائية الكلية للأيونات وتكوين بلازما . وعادةً ما تكون درجة حرارة الإلكترونات مماثلة لدرجة حرارة الأيونات أو أعلى منها، لذا فإنها ستصطدم بالأيونات وتنبعث منها إشعاعات سينية بطاقة 10–30 كيلو فولت، وهي العملية المعروفة باسم Bremsstrahlung .

إن الحجم الهائل للشمس والنجوم يعني أن الأشعة السينية التي يتم إنتاجها في هذه العملية لن تفلت من البلازما، بل ستترسب طاقتها مرة أخرى في البلازما. ويقال إنها معتمة للأشعة السينية. ولكن أي مفاعل اندماج أرضي سيكون رقيقًا بصريًا للأشعة السينية من هذا النطاق من الطاقة. ومن الصعب عكس الأشعة السينية ولكنها تمتص بفعالية (وتتحول إلى حرارة) في أقل من ملليمتر من سمك الفولاذ المقاوم للصدأ (وهو جزء من درع المفاعل). وهذا يعني أن عملية الكبح تحمل الطاقة من البلازما، وتبردها.

إن نسبة الطاقة الناتجة عن الاندماج إلى إشعاع الأشعة السينية المفقودة على الجدران تشكل رقمًا مهمًا. وعادة ما تصل هذه النسبة إلى أقصى حد لها عند درجة حرارة أعلى كثيرًا من تلك التي تزيد من كثافة الطاقة (انظر القسم الفرعي السابق). يوضح الجدول التالي تقديرات درجة الحرارة المثلى ونسبة الطاقة عند تلك الدرجة لعدة تفاعلات:

وقود	ت [كيلو إلكترون فولت _]	P _{الاندماج} / P _{إشعاع الكبح}
² ₁د -³ ₁ت	50	140
² ₁د -² ₁د	500	2.9
² ₁د -³ ₂هو	100	5.3
³ ₂هو -³ ₂هو	1000	0.72
ص ⁺ –⁶ ₃لي	800	0.21
ص ⁺ –¹¹ ₅ب	300	0.57

إن النسبة الفعلية بين طاقة الاندماج وطاقة أشعة الكبح من المرجح أن تكون أقل كثيراً لعدة أسباب. فمنها أن الحساب يفترض أن طاقة نواتج الاندماج تنتقل بالكامل إلى أيونات الوقود، التي تفقد بدورها الطاقة للإلكترونات عن طريق الاصطدامات، والتي تفقد بدورها الطاقة عن طريق أشعة الكبح. ولكن لأن نواتج الاندماج تتحرك بسرعة أكبر كثيراً من أيونات الوقود، فإنها سوف تتخلى عن جزء كبير من طاقتها مباشرة للإلكترونات. وثانياً، يفترض أن الأيونات في البلازما هي أيونات وقود بحتة. وفي الممارسة العملية، سوف تكون هناك نسبة كبيرة من أيونات الشوائب، وهو ما من شأنه أن يخفض النسبة. وعلى وجه الخصوص، لابد أن تظل نواتج الاندماج نفسها في البلازما حتى تتخلى عن طاقتها، وسوف تظل كذلك لبعض الوقت بعد ذلك في أي مخطط احتجاز مقترح. وأخيراً، تم إهمال جميع قنوات فقدان الطاقة بخلاف أشعة الكبح. والعاملان الأخيران مرتبطان. وعلى أسس نظرية وتجريبية، يبدو أن احتجاز الجسيمات والطاقة وثيق الصلة. في نظام الاحتجاز الذي يقوم بعمل جيد في الاحتفاظ بالطاقة، سوف تتراكم منتجات الاندماج. وإذا تم إخراج منتجات الاندماج بكفاءة، فسوف يكون احتجاز الطاقة ضعيفًا أيضًا.

إن درجات الحرارة التي تزيد من قوة الاندماج مقارنة بإشعاع الكبح تكون في كل الأحوال أعلى من درجة الحرارة التي تزيد من كثافة الطاقة وتقلل من القيمة المطلوبة لمنتج الاندماج الثلاثي . وهذا لن يغير نقطة التشغيل المثلى لـ²
₁د
-³
₁ت
يرجع ذلك إلى حد كبير إلى أن نسبة الإشعاع الكهرومغناطيسي منخفضة، ولكنها ستدفع أنواع الوقود الأخرى إلى الأنظمة التي تكون فيها كثافة الطاقة النسبية²
₁د
-³
₁ت
أقل من ذلك بكثير، والاحتجاز المطلوب أكثر صعوبة في تحقيقه.²
₁د
-²
₁د
و²
₁د
-³
₂هو
ستكون خسائر أشعة الكبح مشكلة خطيرة وربما باهظة التكلفة.³
₂هو
-³
₂هو
، ص ⁺ –⁶
₃لي
و ص ⁺ –¹¹
₅ب
يبدو أن خسائر إشعاع الكبح تجعل مفاعل الاندماج باستخدام هذه الوقود مع بلازما شبه محايدة ومتجانسة الخواص مستحيلًا. وقد تم النظر في بعض الطرق للخروج من هذه المعضلة ولكن تم رفضها. ^[68]^[69] لا ينطبق هذا القيد على البلازما غير المحايدة والمتجانسة الخواص ؛ ومع ذلك، فإن هذه البلازما لها تحدياتها الخاصة التي يجب التعامل معها.

الوصف الرياضي للمقطع العرضي

الاندماج في ظل الفيزياء الكلاسيكية

في الصورة الكلاسيكية، يمكن فهم النوى على أنها كرات صلبة تتنافر مع بعضها البعض من خلال قوة كولومب ولكنها تندمج بمجرد أن تقترب الكرتان بما يكفي للتلامس. وبتقدير نصف قطر نواة ذرية بما يقرب من فمتمتر واحد، فإن الطاقة اللازمة لاندماج ذرتي هيدروجين هي:

E_{\ce {thresh}}={\frac {1}{4\pi \epsilon _{0}}}{\frac {Z_{1}Z_{2}}{r}}{\ce {->[{\text{2 protons}}]}}{\frac {1}{4\pi \epsilon _{0}}}{\frac {e^{2}}{1\ {\ce {fm}}}}\approx 1.4\ {\ce {MeV}}

وهذا يعني أنه بالنسبة لنواة الشمس، التي لها توزيع بولتزمان بدرجة حرارة تبلغ حوالي 1.4 كيلو إلكترون فولت، فإن احتمال وصول الهيدروجين إلى العتبة هو 1 ، أي أن الاندماج لن يحدث أبدًا. ومع ذلك، يحدث الاندماج في الشمس بسبب ميكانيكا الكم. $10^{-290}$

معلمة المقطع العرضي

تزداد احتمالية حدوث الاندماج بشكل كبير مقارنة بالصورة الكلاسيكية، وذلك بفضل تشويه نصف القطر الفعال كطول موجة دي برولي بالإضافة إلى النفق الكمي عبر حاجز الجهد. لتحديد معدل تفاعلات الاندماج، فإن القيمة الأكثر أهمية هي المقطع العرضي ، والذي يصف احتمالية اندماج الجسيمات من خلال إعطاء مساحة مميزة للتفاعل. غالبًا ما يتم تقسيم تقدير مساحة المقطع العرضي للاندماج إلى ثلاثة أجزاء:

\sigma \approx \sigma _{\text{geometry}}\times T\times R,

حيث هو المقطع العرضي الهندسي، $T$ هي شفافية الحاجز و $R$ هي خصائص التفاعل. $\sigma _{\text{geometry}}$

$\sigma _{\text{geometry}}$ هو من رتبة مربع طول موجة دي برولي حيث هو الكتلة المخفضة للنظام و هو مركز طاقة الكتلة للنظام. $\sigma _{\text{geometry}}\approx \lambda ^{2}={\bigg (}{\frac {\hbar }{m_{r}v}}{\bigg )}^{2}\propto {\frac {1}{\epsilon }}$ $m_{r}$ $\epsilon$

$يمكن تقريب T$ من خلال شفافية Gamow، والتي تأخذ الشكل: حيث هو عامل Gamow ويأتي من تقدير احتمالية النفق الكمومي من خلال الحاجز المحتمل. $T\approx e^{-{\sqrt {\epsilon _{G}/\epsilon }}}$ $\epsilon _{G}=(\pi \alpha Z_{1}Z_{2})^{2}\times 2m_{r}c^{2}$

$يحتوي R$ على جميع الفيزياء النووية للتفاعل المحدد ويأخذ قيمًا مختلفة جدًا اعتمادًا على طبيعة التفاعل. ومع ذلك، بالنسبة لمعظم التفاعلات، يكون الاختلاف في صغيرًا مقارنة بالاختلاف عن عامل جامو، وبالتالي يتم تقريبه بواسطة دالة تسمى عامل S الفيزيائي الفلكي ، ، والذي يختلف بشكل ضعيف في الطاقة. بجمع هذه التبعيات معًا، يأخذ أحد التقريبات لمقطع الاندماج كدالة للطاقة الشكل: $R(\epsilon )$ $S(\epsilon )$

\sigma (\epsilon )\approx {\frac {S(\epsilon )}{\epsilon }}e^{-{\sqrt {\epsilon _{G}/\epsilon }}}

يمكن استخلاص أشكال أكثر تفصيلاً للمقطع العرضي من خلال النماذج القائمة على الفيزياء النووية ونظرية مصفوفة R.

صيغ المقاطع العرضية للاندماج

تعطي صيغة فيزياء البلازما الخاصة بمختبر الأبحاث البحرية ^[70] المقطع العرضي الكلي في الحظائر كدالة للطاقة (بالكيلو إلكترون فولت) للجسيم الساقط تجاه أيون مستهدف في حالة سكون وفقًا للصيغة:

\sigma ^{\text{NRL}}(\epsilon )={\frac {A_{5}+{\big (}(A_{4}-A_{3}\epsilon )^{2}+1{\big )}^{-1}A_{2}}{\epsilon (e^{A_{1}\epsilon ^{-1/2}}-1)}}

مع قيم المعاملات التالية:

معاملات المقطع العرضي لصيغة NRL
	د ت(1)	د د(2ي)	د د(2ii)	دي ³ (3)	تي تي(4)	3 (6 ⁾
أ1	45.95	46.097	47.88	89.27	38.39	123.1
أ2	50200	372	482	25900	448	11250
أ3	1.368 × 10 ⁻²	4.36 × 10 ⁻⁴	3.08 × 10 ⁻⁴	3.98 × 10 ⁻³	1.02 × 10 ⁻³	0
أ4	1.076	1.22	1.177	1.297	2.09	0
أ5	409	0	0	647	0	0

كما أفاد Bosch-Hale ^[71] أيضًا بمقاطع عرضية محسوبة بمصفوفة R تناسب بيانات الملاحظة مع معاملات التقريب المنطقية Padé . مع الطاقة بوحدات keV والمقاطع العرضية بوحدات millibarn، يكون العامل على الشكل:

S^{\text{Bosch-Hale}}(\epsilon )={\frac {A_{1}+\epsilon {\bigg (}A_{2}+\epsilon {\big (}A_{3}+\epsilon (A_{4}+\epsilon A_{5}){\big )}{\bigg )}}{1+\epsilon {\bigg (}B_{1}+\epsilon {\big (}B_{2}+\epsilon (B_{3}+\epsilon B_{4}){\big )}{\bigg )}}}

، مع قيم المعامل:

معاملات بوش هيل للمقطع العرضي للاندماج
	د ت(1)	د د(2ii)	دي ³ (3)	ال ⁴
$\epsilon _{G}$	31.3970	68.7508	31.3970	34.3827
أ1	5.5576 × 10 ⁴	5.7501 × 10 ⁶	5.3701 × 10 ⁴	6.927 × 10 ⁴
أ2	2.1054 × 10 ²	2.5226 × 10 ³	3.3027 × 10 ²	7.454 × 10 ⁸
أ3	-3.2638 × 10 ^-2	4.5566 × 10 ¹	−1.2706 × 10 ⁻¹	2.050 × 10 ⁶
أ4	1.4987 × 10 ⁻⁶	0	2.9327 × 10 ⁻⁵	5.2002 × 10 ⁴
أ5	1.8181 × 10 ⁻¹⁰	0	-2.5151 × 10 ^-9	0
ب1	0	-3.1995 × 10 ^-3	0	6.38 × 10 ¹
ب2	0	-8.5530 × 10 ^-6	0	-9.95 × 10 ^-1
ب3	0	5.9014 × 10 ⁻⁸	0	6.981 × 10 ⁻⁵
ب4	0	0	0	1.728 × 10 ⁻⁴
نطاق الطاقة المطبقة [keV]	0.5–5000	0.3–900	0.5–4900	0.5–550
$(\Delta S)_{\text{max}}\%$	2.0	2.2	2.5	1.9

أين $\sigma ^{\text{Bosch-Hale}}(\epsilon )={\frac {S^{\text{Bosch-Hale}}(\epsilon )}{\epsilon \exp(\epsilon _{G}/{\sqrt {\epsilon }})}}$

المقاطع النووية المتوسطة حسب مقياس ماكسويل

في أنظمة الاندماج التي تكون في حالة توازن حراري، تكون الجسيمات في توزيع ماكسويل-بولتزمان ، مما يعني أن الجسيمات لها نطاق من الطاقات يتركز حول درجة حرارة البلازما. تم تصميم أنظمة الاندماج الشمسي والبلازما المحصورة مغناطيسيًا والاحتجاز بالقصور الذاتي بشكل جيد لتكون في حالة توازن حراري. في هذه الحالات، تكون قيمة الاهتمام هي المقطع العرضي للاندماج الذي تم حساب متوسطه عبر توزيع ماكسويل-بولتزمان. تسرد صيغة فيزياء البلازما في مختبر الأبحاث البحرية تفاعلات المقاطع العرضية للاندماج التي تم حساب متوسطها وفقًا لماكسويل في . $\mathrm {cm^{3}/s}$

متوسط معدلات تفاعلات الاندماج في صيغة NRL على توزيعات ماكسويل
درجة الحرارة [كيلو إلكترون فولت]	د ت(1)	د د(2ii)	دي ³ (3)	تي تي(4)	3 (6 ⁾
1	5.5 × 10 ⁻²¹	1.5 × 10 ⁻²²	1.0 × 10 ⁻²⁶	3.3 × 10 ⁻²²	1.0 × 10 ⁻²⁸
2	2.6 × 10 ⁻¹⁹	5.4 × 10 ⁻²¹	1.4 × 10 ⁻²³	7.1 × 10 ⁻²¹	1.0 × 10 ⁻²⁵
5	1.3 × 10 ⁻¹⁷	1.8 × 10 ⁻¹⁹	6.7 × 10 ⁻²¹	1.4 × 10 ⁻¹⁹	2.1 × 10 ⁻²²
10	1.1 × 10 ⁻¹⁶	1.2 × 10 ⁻¹⁸	2.3 × 10 ⁻¹⁹	7.2 × 10 ⁻¹⁹	1.2 × 10 ⁻²⁰
20	4.2 × 10 ⁻¹⁶	5.2 × 10 ⁻¹⁸	3.8 × 10 ⁻¹⁸	2.5 × 10 ⁻¹⁸	2.6 × 10 ⁻¹⁹
50	8.7 × 10 ⁻¹⁶	2.1 × 10 ⁻¹⁷	5.4 × 10 ⁻¹⁷	8.7 × 10 ⁻¹⁸	5.3 × 10 ⁻¹⁸
100	8.5 × 10 ⁻¹⁶	4.5 × 10 ⁻¹⁷	1.6 × 10 ⁻¹⁶	1.9 × 10 ⁻¹⁷	2.7 × 10 ⁻¹⁷
200	6.3 × 10 ⁻¹⁶	8.8 × 10 ⁻¹⁷	2.4 × 10 ⁻¹⁶	4.2 × 10 ⁻¹⁷	9.2 × 10 ⁻¹⁷
500	3.7 × 10 ⁻¹⁶	1.8 × 10 ⁻¹⁶	2.3 × 10 ⁻¹⁶	8.4 × 10 ⁻¹⁷	2.9 × 10 ⁻¹⁶
1000	2.7 × 10 ⁻¹⁶	2.2 × 10 ⁻¹⁶	1.8 × 10 ⁻¹⁶	8.0 × 10 ⁻¹⁷	5.2 × 10 ⁻¹⁶

بالنسبة للطاقات يمكن تمثيل البيانات بواسطة: $T\leq 25{\text{ keV}}$

({\overline {\sigma v}})_{DD}=2.33\times 10^{-14}\cdot T^{-2/3}\cdot e^{-18.76\ T^{-1/3}}\mathrm {~{cm}^{3}/s}

({\overline {\sigma v}})_{DT}=3.68\times 10^{-12}\cdot T^{-2/3}\cdot e^{-19.94\ T^{-1/3}}\mathrm {~{cm}^{3}/s}

مع $T$ بوحدات keV.

انظر أيضا

مراجع

^ "اسألنا: الشمس". كوزميكوبيا . ناسا. 2012. مؤرشف من الأصل في 3 سبتمبر 2018. تم الاسترجاع 13 يوليو 2017 .
^ روبرت س. موليكين (1975). "ويليام درابر هاركينز 1873 - 1951" (PDF) . مذكرات سيرة ذاتية . 46. الأكاديمية الوطنية للعلوم: 47-80. مؤرشف من الأصل (PDF) في 10 مايو 2017. تم الاسترجاع في 23 أغسطس 2023 .
^ إدينجتون، أ. س. (2 سبتمبر 1920). "التكوين الداخلي للنجوم". نيتشر . 106 (2653): 14–20. رمز Bibcode :1920Natur.106...14E. doi : 10.1038/106014a0 . S2CID 36422819. مؤرشف من الأصل في 17 يوليو 2022. تم الاسترجاع في 25 مارس 2020 .
- أعيد طبعه في: Eddington, AS (أكتوبر 1920). "التكوين الداخلي للنجوم". المجلة العلمية الشهرية . 11 (4): 297–303. رمز Bibcode :1920SciMo..11..297E. مؤرشف من الأصل في 17 أغسطس 2022. تم الاسترجاع في 17 أغسطس 2022 .
- أعيد طبعه في: Eddington, AS (أكتوبر 1920). "التكوين الداخلي للنجوم". المرصد . 43 (557): 341–358. رمز Bibcode :1920Obs....43..341E. مؤرشف من الأصل في 17 أغسطس 2022. تم الاسترجاع في 17 أغسطس 2022 .
^ هوند ، ف. (أكتوبر 1927). "Zur Deutung der Molekelspektren. I." [في شرح الأطياف الجزيئية I.]. Zeitschrift für Physik (باللغة الألمانية). 40 (10): 742-764. بيب كود :1927ZPhy...40..742H. دوى :10.1007/BF01400234. S2CID 186239503.
^
تم رصد النفق بشكل مستقل من قبل العلماء السوفييت جريجوري سامويلوفيتش لاندسبيرج وليونيد إيزاكوفيتش ماندلستام . انظر:
- لاندسبيرج، جورجيا؛ ماندلستام ، إل. (1928). "Новое явление в рассеянии света (predvariтельный отчет)" [ظاهرة جديدة في تشتت الضوء (تقرير أولي)]. Жуurнал Русского физико-chemического общества، Раздел физики [مجلة الجمعية الفيزيائية والكيميائية الروسية، قسم الفيزياء] (بالروسية). 60 : 335.
- لاندسبيرج، ج.؛ ماندلستام، ل. (1928). "Eine neue Erscheinung bei der Lichtzerstreuung in Krystallen" [ظاهرة جديدة في حالة تشتت الضوء في البلورات]. يموت Naturwissenschaften (في المانيا). 16 (28): 557-558. بيب كود :1928NW .....16..557.. دوى :10.1007/BF01506807. S2CID 22492141.
- لاندسبيرج، GS؛ ماندلستام، لي (1928). "Über die Lichtzerstreuung in Kristallen" [حول تشتت الضوء في البلورات]. Zeitschrift für Physik (باللغة الألمانية). 50 (11-12): 769-780. بيب كود :1928ZPhy...50..769L. دوى :10.1007/BF01339412. S2CID 119357805.
^ أتكينسون، آر دي؛ هوترمانز، ف ج (1929). "Zur Frage der Aufbaumöglichkeit der Elemente in Sternen" [حول مسألة إمكانية تكوين العناصر في النجوم]. Zeitschrift für Physik (باللغة الألمانية). 54 (9-10): 656-665. بيب كود :1929ZPhy...54..656A. دوى :10.1007/BF01341595. S2CID 123658609.
^ أوليفانت، إم إل إي؛ هارتيك، بي؛ رذرفورد، إي. (1934). "تفريغات 100 كيلو فولت في بلازما الديوتيريوم". وقائع الجمعية الملكية أ . 144 : 692-714.
^ Videmšek, Boštjan (30 May 2022). "الاندماج النووي قد يمنح العالم مصدرًا لا حدود له من الطاقة النظيفة. نحن أقرب إليه من أي وقت مضى". CNN. مؤرشف من الأصل في 13 ديسمبر 2022 . تم الاسترجاع 13 ديسمبر 2022 .
^ موسى، إي. آي (2009). "منشأة الإشعال الوطنية: إيذانا ببدء عصر جديد لعلم كثافة الطاقة العالية". فيزياء البلازما . 16 (4): 041006. رمز Bibcode :2009PhPl...16d1006M. doi :10.1063/1.3116505. مؤرشف من الأصل في 12 أغسطس 2020. تم الاسترجاع في 25 مارس 2020 .
^ كرامر، ديفيد (مارس 2011). "وزارة الطاقة تنظر مرة أخرى إلى الاندماج بالقصور الذاتي كمصدر محتمل للطاقة النظيفة". فيزياء اليوم . 64 (3): 26-28. Bibcode :2011PhT....64c..26K. doi :10.1063/1.3563814.
^ "المختبر الوطني لوزارة الطاقة يصنع التاريخ بتحقيق الاشتعال بالاندماج النووي". مؤرشف من الأصل في 19 فبراير 2023. تم الاسترجاع في 13 ديسمبر 2022 .
^ "التقدم في الاندماج النووي". ITER . مؤرشف من الأصل في 1 يونيو 2010 . تم استرجاعه في 15 فبراير 2010 .
^ "ITER – الطريق إلى طاقة جديدة". ITER . 2014. مؤرشف من الأصل في 22 سبتمبر 2012.
^ "اختراق الاندماج النووي سيضخ مليارات الدولارات في مشاريع الطاقة الذرية الناشئة". بلومبرج.كوم . 14 ديسمبر 2022. مؤرشف من الأصل في 31 يناير 2023. تم الاسترجاع 10 يناير 2023 .
^ Insider, Jenny McGrath, Business; Insider, Business (7 مايو 2024). "Fusion Breakthrough: 6 Minutes of Plasma Sets New Reactor Record". ScienceAlert . تم الاسترجاع في 27 سبتمبر 2024 . {{cite web}}: |first=له اسم عام ( مساعدة )CS1 maint: multiple names: authors list (link)
^ Shultis, JK & Faw, RE (2002). أساسيات العلوم والهندسة النووية. CRC Press . ص. 151. ISBN 978-0-8247-0834-4.
^ Physics Flexbook Archived 28 December 2011 at the Wayback Machine . Ck12.org. Retrieved 19 December 2012.
^ بيث، هانز أ. (أبريل 1950). "القنبلة الهيدروجينية". نشرة العلماء الذريين . 6 (4): 99-104، 125-. رمز Bibcode :1950BuAtS...6d..99B. doi :10.1080/00963402.1950.11461231. مؤرشف من الأصل في 14 يناير 2023. تم الاسترجاع في 14 سبتمبر 2018 .
^ سميث، بيتر ف. (2009). البناء في ظل تغير المناخ: التحدي الذي يواجه البناء والتخطيط والطاقة. إيرثسكان. ص 129. رقم ISBN 978-1-84977-439-0. مؤرشف من الأصل في 5 نوفمبر 2023 . استرجاع 20 يونيو 2023 .
^ إدينجتون، أ. س. (أكتوبر 1920). "التركيب الداخلي للنجوم". المجلة العلمية الشهرية . 11 (4): 297-303. رمز Bibcode :1920Sci....52..233E. doi :10.1126/science.52.1341.233. JSTOR 6491. PMID 17747682. مؤرشف من الأصل في 17 يوليو 2022. تم الاسترجاع في 25 مارس 2020 .
^ إدينجتون، أ. س. (1916). "حول التوازن الإشعاعي للنجوم". الإشعارات الشهرية للجمعية الفلكية الملكية . 77 : 16–35. رمز المرجع : 1916MNRAS..77...16E. doi : 10.1093/mnras/77.1.16 .
^ أكثر النوى ارتباطًا وثيقًا تم أرشفته في 14 مايو 2011 على موقع Wayback Machine . Hyperphysics.phy-astr.gsu.edu. تم استرجاعه في 17 أغسطس 2011.
^ تقرير، عالم العلوم (23 مارس 2013). "ما هي معايير لوسون، أو كيفية جعل طاقة الاندماج قابلة للتطبيق". تقرير عالم العلوم . مؤرشف من الأصل في 3 أغسطس 2021. تم الاسترجاع في 14 مارس 2021 .
^ مولر، سورين (2020). تقنية المسرع. تسريع الجسيمات والكشف عنها. doi :10.1007/978-3-030-62308-1. ISBN 978-3-030-62307-4. S2CID 229610872. مؤرشف من الأصل في 23 سبتمبر 2022. تم الاسترجاع 20 سبتمبر 2022 .
^ J. Slough و G. Votroubek و C. Pihl، "إنشاء بلازما عالية الحرارة من خلال دمج وضغط البلازمويدات ذات التكوين العكسي للحقل فوق الصوتي" Nucl. Fusion 51، 053008 (2011).
^ أ. أسلي زعيم وآخرون "الاندماج اللانيوتروني في تصادم البلازميدات ذات الاتجاه المعاكس" تقارير فيزياء البلازما، المجلد 44، العدد 3، ص 378-386 (2018).
^ جونز، إس إي (1986). "إعادة النظر في الاندماج المحفز بالميون". مجلة نيتشر . 321 (6066): 127–133. رمز Bibcode :1986Natur.321..127J. doi :10.1038/321127a0. S2CID 39819102.
^ طرق تكميلية لـ "مراقبة الاندماج النووي المدفوع ببلورة كهربائية حرارية" محفوظ في 4 فبراير 2017 على موقع واي باك مشين . المقال الرئيسي: نارانيو، ب.؛ جيمزوسكي، ج.ك.؛ بوتيرمان، س. (2005). "مراقبة الاندماج النووي المدفوع ببلورة كهربائية حرارية". نيتشر . 434 (7037): 1115–1117. رمز Bibcode :2005Natur.434.1115N. doi :10.1038/nature03575. PMID 15858570. S2CID 4407334.
^ UCLA Crystal Fusion. Rodan.physics.ucla.edu. تم الاسترجاع في 17 أغسطس 2011. تم أرشفته في 8 يونيو 2015 على موقع Wayback Machine
^ Schewe, Phil & Stein, Ben (2005). "Pyrofusion: A Room-Temperature, Palm-Sized Nuclear Fusion Device". Physics News Update . 729 (1). مؤرشف من الأصل في 12 نوفمبر 2013. تم الاسترجاع في 3 مايو 2006 .
^ الخروج من البرد: الاندماج النووي، حقيقي أرشيف 22 يناير 2012 على موقع واي باك مشين . كريستيان ساينس مونيتور . (6 يونيو 2005). تم الاسترجاع في 17 أغسطس 2011.
^ الاندماج النووي على سطح المكتب... حقًا! أرشيف 4 سبتمبر 2016 على موقع واي باك مشين . MSNBC (27 أبريل 2005). تم الاسترجاع في 17 أغسطس 2011.
^ نارانيو، ب.؛ بوتيرمان، س.؛ فينهاوس، ت. (2011). "الاندماج الكهربائي الحراري باستخدام هدف معالج بالتريتيوم". الأجهزة والطرق النووية في أبحاث الفيزياء القسم أ: المعجلات وأجهزة قياس الطيف وأجهزة الكشف والمعدات المرتبطة بها . 632 (1): 43-46. رمز Bibcode :2011NIMPA.632...43N. doi :10.1016/j.nima.2010.08.003.
^ جيرستنر، إي. (2009). "الطاقة النووية: العودة الهجينة". نيتشر . 460 (7251): 25-28. doi : 10.1038/460025a . PMID 19571861.
^ ماوغ الثاني، توماس. "فيزيائي مدان بسوء السلوك". لوس أنجلوس تايمز . مؤرشف من الأصل في 17 أبريل 2019. استرجاع 17 أبريل 2019 .
^ F. Winterberg "متفجرات فائقة الاستقرار مفترضة تشكلت تحت ضغط عالٍ للاشتعال النووي الحراري " محفوظ في 3 مارس 2023 على موقع Wayback Machine
^ Zhang, Fan; Murray, Stephen Burke; Higgins, Andrew (2005) "طريقة التفجير المضغوط للغاية وجهاز لإحداث مثل هذا التفجير ^{[ رابط ميت ]} "
^ II Glass وJC Poinssot "أنبوب الصدمة المحفز بالانفجار الداخلي" محفوظ في 2 أبريل 2023 على موقع Wayback Machine . ناسا
^ D.Sagie و II Glass (1982) "الانفجارات نصف الكروية المدفوعة بالانفجار لتوليد البلازما الاندماجية"
^ T. Saito, AK Kudian and II Glass "قياسات درجة الحرارة لبؤرة الانفجار الداخلي محفوظ في 2012-07-20 على موقع Wayback Machine "
^ تدفق الأيونات وتفاعلية الاندماج، توصيف بؤرة أيونية متقاربة كرويًا. أطروحة دكتوراه، د. تيموثي أ. ثورسون، ويسكونسن-ماديسون 1996.
^ "تذبذبات البلازما الكروية المستقرة ذات التوازن الحراري الكبير في أجهزة الاحتجاز الكهروستاتيكي"، دي سي بارنز وريك نيبل، فيزياء البلازما المجلد 5، العدد 7 يوليو 1998
^ كار، م.؛ خاشان، ج. (2013). "تحليل مسبار منحاز لتكوين بئر محتمل في مجال مغناطيسي منخفض بيتا من الإلكترونات فقط من بوليويل". فيزياء البلازما 20 (5): 052504. رمز Bibcode : 2013PhPl...20e2504C. doi : 10.1063/1.4804279
^ "منتديات فوسور • صفحة الفهرس". Fusor.net. مؤرشف من الأصل في 8 أغسطس 2014. استرجاع 24 أغسطس 2014 .
^ "بناء مفاعل الاندماج النووي؟ لا مشكلة". Clhsonline.net. 23 مارس 2012. مؤرشف من الأصل في 30 أكتوبر 2014. تم الاسترجاع في 24 أغسطس 2014 .
^ دانزيكو، ماثيو (23 يونيو 2010). "Extreme DIY: Building a homemade nuclear reactor in NYC". مؤرشف من الأصل في 16 مايو 2018. تم الاسترجاع في 30 أكتوبر 2014 .
^ شيشنر، سام (18 أغسطس 2008). "الطموحات النووية: العلماء الهواة يحصلون على رد فعل من الاندماج". وول ستريت جورنال . مؤرشف من الأصل في 3 مارس 2014. تم الاسترجاع في 24 أغسطس 2014 .
^ Park J, Nebel RA, Stange S, Murali SK (2005). "Experimental Observation of a Periodically Oscillating Plasma Sphere in a Gridded Inertial Electrostatic Confinement Device". Phys Rev Lett . 95 (1): 015003. Bibcode :2005PhRvL..95a5003P. doi :10.1103/PhysRevLett.95.015003. PMID 16090625. مؤرشف من الأصل في 23 أكتوبر 2020. تم الاسترجاع في 25 أغسطس 2020 .
^ "تجربة خطوط الحزم المعاد تدويرها ذات القطبين المتعددين" عرض ملصق، مؤتمر IEC الأمريكي الياباني لعام 2011، الدكتور أليكس كلاين
^ FusEdWeb | Fusion Education. Fusedweb.pppl.gov (9 نوفمبر 1998). تم استرجاعه في 17 أغسطس 2011. تم أرشفته في 24 أكتوبر 2007 على موقع Wayback Machine
^ م. كيكوتشي، ك. لاكنر، وم.كيو تران (2012). فيزياء الاندماج. الوكالة الدولية للطاقة الذرية . ص. 22. ISBN 9789201304100. تم أرشفته من الأصل في 8 ديسمبر 2015 . تم استرجاعه في 8 ديسمبر 2015 .
^ K. Miyamoto (2005). فيزياء البلازما والاندماج النووي المتحكم فيه . Springer-Verlag . ISBN 3-540-24217-1.
^ القسم الفرعي 4.7.4ج محفوظ في 16 أغسطس 2018 على موقع واي باك مشين . Kayelaby.npl.co.uk. تم استرجاعه في 19 ديسمبر 2012.
^ دورة CNO#
^ abcdefg دورة CNO#CNO-I
^ abcdefg دورة CNO#CNO-II
^ abcdefg دورة CNO#CNO-III
^ abcdefg دورة CNO#CNO-IV
^ دورة CNO#HCNO-I
^ دورة CNO#HCNO-II
^ دورة CNO#HCNO-III
^ abcdef الاندماج النووي#المعايير والمرشحين للتفاعلات الأرضية
^ abcde الاندماج اللانيوتروني#حاجز كولومب
^ abcdef الاندماج اللانيوتروني#تفاعلات المرشحة
^ ab الاندماج البارد#عدم وجود منتجات تفاعل متوقعة
^ الاندماج اللانيوتروني#الإشعاع المتبقي
^ يُظهر توازن الزخم والطاقة أنه إذا كان للتريتيوم طاقة E _T (وباستخدام الكتل النسبية 1 و3 و4 للنيوترون والتريتيوم والهيليوم) فإن طاقة الهيليوم يمكن أن تكون أي شيء من [(12E _T ) ^1/2 −(5×17.6MeV+2×E _T ) ^1/2 ] ² /25 إلى [(12E _T ) ^1/2 +(5×17.6MeV+2×E _T ) ^1/2 ] ² /25. بالنسبة لـ E _T =1.01 MeV فإن هذا يعطي نطاقًا من 1.44 MeV إلى 6.73 MeV.
^ رايدر، تود هاريسون (1995). "القيود الأساسية على أنظمة الاندماج البلازمي غير الموجودة في حالة التوازن الديناميكي الحراري". ملخصات الأطروحات الدولية . 56–07 (القسم ب): 3820. رمز Bibcode :1995PhDT........45R.
^ روستوكر، نورمان؛ بيندرباور، ميشيل وقروشى، أرتان. القيود الأساسية على أنظمة الاندماج البلازمية غير المتوازنة ترموديناميكيًا. fusion.ps.uci.edu
^ Huba, J. (2003). "NRL PLASMA FORMULARY" (PDF) . MIT Catalog . مؤرشف من الأصل (PDF) في 17 أبريل 2018. تم الاسترجاع في 11 نوفمبر 2018 .
^ بوش، إتش إس (1993). "صيغ محسنة لمقاطع الاندماج والتفاعلات الحرارية". الاندماج النووي . 32 (4): 611-631. doi :10.1088/0029-5515/32/4/I07. S2CID 55303621.

قراءة إضافية

"ما هو الاندماج النووي؟". NuclearFiles.org. مؤرشف من الأصل في 28 سبتمبر 2006. تم الاسترجاع في 12 يناير 2006 .
S. Atzeni; J. Meyer-ter-Vehn (2004). "تفاعلات الاندماج النووي" (PDF) . فيزياء الاندماج بالقصور الذاتي . مطبعة جامعة أكسفورد . ISBN 978-0-19-856264-1. تم أرشفة النسخة الأصلية (PDF) في 24 يناير 2005.
ج. برومفيل (22 مايو 2006). "الفوضى قد تبقي الاندماج النووي تحت السيطرة". مجلة نيتشر . doi :10.1038/news060522-2. S2CID 62598131.
RW Bussard (9 نوفمبر 2006). "هل ينبغي لجوجل أن تتجه للطاقة النووية؟ الطاقة النووية النظيفة والرخيصة". Google TechTalks . مؤرشف من الأصل في 26 أبريل 2007 . تم الاسترجاع في 18 أبريل 2007 .
أ. وينيش؛ ر. كرومب؛ د. راينبرجر (نوفمبر 2007). "العلم أم الخيال: هل هناك مستقبل للطاقة النووية؟" (PDF) . المعهد النمساوي للبيئة. مؤرشف من الأصل (PDF) في 26 يناير 2021. تم الاسترجاع في 8 أكتوبر 2008 .
م. كيكوتشي، ك. لاكنر، وم.كيو تران (2012). فيزياء الاندماج. الوكالة الدولية للطاقة الذرية . ص. 22. ISBN 9789201304100. تم أرشفته من الأصل في 8 ديسمبر 2015 . تم استرجاعه في 8 ديسمبر 2015 .
RK Janev, ed. (1995). Atomic and Molecular Processes in Fusion Edge Plasmas. Springer US . doi :10.1007/978-1-4757-9319-2. ISBN 978-1-4757-9319-2. مؤرشف من الأصل في 16 يناير 2023 . استرجاع 16 يناير 2023 .

روابط خارجية

NuclearFiles.org – مستودع للوثائق المتعلقة بالطاقة النووية.
قائمة المراجع الموثقة للاندماج النووي من مكتبة ألسوس الرقمية للقضايا النووية
تم أرشفة NRL Fusion Formulary في 26 أكتوبر 2020 على موقع Wayback Machine
"FusionWiki".

Original text

Rate this translation

Your feedback will be used to help improve Google Translate

[1] "اسألنا: الشمس". كوزميكوبيا . ناسا. 2012. مؤرشف من الأصل في 3 سبتمبر 2018. تم الاسترجاع 13 يوليو 2017 .

[:0-2] روبرت س. موليكين (1975). "ويليام درابر هاركينز 1873 - 1951" (PDF) . مذكرات سيرة ذاتية . 46. الأكاديمية الوطنية للعلوم: 47-80. مؤرشف من الأصل (PDF) في 10 مايو 2017. تم الاسترجاع في 23 أغسطس 2023 .

[3] إدينجتون، أ. س. (2 سبتمبر 1920). "التكوين الداخلي للنجوم". نيتشر . 106 (2653): 14–20. رمز Bibcode :1920Natur.106...14E. doi : 10.1038/106014a0 . S2CID 36422819. مؤرشف من الأصل في 17 يوليو 2022. تم الاسترجاع في 25 مارس 2020 .
أعيد طبعه في: Eddington, AS (أكتوبر 1920). "التكوين الداخلي للنجوم". المجلة العلمية الشهرية . 11 (4): 297–303. رمز Bibcode :1920SciMo..11..297E. مؤرشف من الأصل في 17 أغسطس 2022. تم الاسترجاع في 17 أغسطس 2022 .

أعيد طبعه في: Eddington, AS (أكتوبر 1920). "التكوين الداخلي للنجوم". المرصد . 43 (557): 341–358. رمز Bibcode :1920Obs....43..341E. مؤرشف من الأصل في 17 أغسطس 2022. تم الاسترجاع في 17 أغسطس 2022 .

[4] أعيد طبعه في: Eddington, AS (أكتوبر 1920). "التكوين الداخلي للنجوم". المجلة العلمية الشهرية . 11 (4): 297–303. رمز Bibcode :1920SciMo..11..297E. مؤرشف من الأصل في 17 أغسطس 2022. تم الاسترجاع في 17 أغسطس 2022 .

[5] أعيد طبعه في: Eddington, AS (أكتوبر 1920). "التكوين الداخلي للنجوم". المرصد . 43 (557): 341–358. رمز Bibcode :1920Obs....43..341E. مؤرشف من الأصل في 17 أغسطس 2022. تم الاسترجاع في 17 أغسطس 2022 .

[4] هوند ، ف. (أكتوبر 1927). "Zur Deutung der Molekelspektren. I." [في شرح الأطياف الجزيئية I.]. Zeitschrift für Physik (باللغة الألمانية). 40 (10): 742-764. بيب كود :1927ZPhy...40..742H. دوى :10.1007/BF01400234. S2CID 186239503.

[5] تم رصد النفق بشكل مستقل من قبل العلماء السوفييت جريجوري سامويلوفيتش لاندسبيرج وليونيد إيزاكوفيتش ماندلستام . انظر:
لاندسبيرج، جورجيا؛ ماندلستام ، إل. (1928). "Новое явление в рассеянии света (predvariтельный отчет)" [ظاهرة جديدة في تشتت الضوء (تقرير أولي)]. Жуurнал Русского физико-chemического общества، Раздел физики [مجلة الجمعية الفيزيائية والكيميائية الروسية، قسم الفيزياء] (بالروسية). 60 : 335.

لاندسبيرج، ج.؛ ماندلستام، ل. (1928). "Eine neue Erscheinung bei der Lichtzerstreuung in Krystallen" [ظاهرة جديدة في حالة تشتت الضوء في البلورات]. يموت Naturwissenschaften (في المانيا). 16 (28): 557-558. بيب كود :1928NW .....16..557.. دوى :10.1007/BF01506807. S2CID 22492141.

لاندسبيرج، GS؛ ماندلستام، لي (1928). "Über die Lichtzerstreuung in Kristallen" [حول تشتت الضوء في البلورات]. Zeitschrift für Physik (باللغة الألمانية). 50 (11-12): 769-780. بيب كود :1928ZPhy...50..769L. دوى :10.1007/BF01339412. S2CID 119357805.

[8] لاندسبيرج، جورجيا؛ ماندلستام ، إل. (1928). "Новое явление в рассеянии света (predvariтельный отчет)" [ظاهرة جديدة في تشتت الضوء (تقرير أولي)]. Жуurнал Русского физико-chemического общества، Раздел физики [مجلة الجمعية الفيزيائية والكيميائية الروسية، قسم الفيزياء] (بالروسية). 60 : 335.

[9] لاندسبيرج، ج.؛ ماندلستام، ل. (1928). "Eine neue Erscheinung bei der Lichtzerstreuung in Krystallen" [ظاهرة جديدة في حالة تشتت الضوء في البلورات]. يموت Naturwissenschaften (في المانيا). 16 (28): 557-558. بيب كود :1928NW .....16..557.. دوى :10.1007/BF01506807. S2CID 22492141.

[10] لاندسبيرج، GS؛ ماندلستام، لي (1928). "Über die Lichtzerstreuung in Kristallen" [حول تشتت الضوء في البلورات]. Zeitschrift für Physik (باللغة الألمانية). 50 (11-12): 769-780. بيب كود :1928ZPhy...50..769L. دوى :10.1007/BF01339412. S2CID 119357805.

[6] أتكينسون، آر دي؛ هوترمانز، ف ج (1929). "Zur Frage der Aufbaumöglichkeit der Elemente in Sternen" [حول مسألة إمكانية تكوين العناصر في النجوم]. Zeitschrift für Physik (باللغة الألمانية). 54 (9-10): 656-665. بيب كود :1929ZPhy...54..656A. دوى :10.1007/BF01341595. S2CID 123658609.

[7] أوليفانت، إم إل إي؛ هارتيك، بي؛ رذرفورد، إي. (1934). "تفريغات 100 كيلو فولت في بلازما الديوتيريوم". وقائع الجمعية الملكية أ . 144 : 692-714.

[8] Videmšek, Boštjan (30 May 2022). "الاندماج النووي قد يمنح العالم مصدرًا لا حدود له من الطاقة النظيفة. نحن أقرب إليه من أي وقت مضى". CNN. مؤرشف من الأصل في 13 ديسمبر 2022 . تم الاسترجاع 13 ديسمبر 2022 .

[programsNIF-9] موسى، إي. آي (2009). "منشأة الإشعال الوطنية: إيذانا ببدء عصر جديد لعلم كثافة الطاقة العالية". فيزياء البلازما . 16 (4): 041006. رمز Bibcode :2009PhPl...16d1006M. doi :10.1063/1.3116505. مؤرشف من الأصل في 12 أغسطس 2020. تم الاسترجاع في 25 مارس 2020 .

[10] كرامر، ديفيد (مارس 2011). "وزارة الطاقة تنظر مرة أخرى إلى الاندماج بالقصور الذاتي كمصدر محتمل للطاقة النظيفة". فيزياء اليوم . 64 (3): 26-28. Bibcode :2011PhT....64c..26K. doi :10.1063/1.3563814.

[11] "المختبر الوطني لوزارة الطاقة يصنع التاريخ بتحقيق الاشتعال بالاندماج النووي". مؤرشف من الأصل في 19 فبراير 2023. تم الاسترجاع في 13 ديسمبر 2022 .

[12] "التقدم في الاندماج النووي". ITER . مؤرشف من الأصل في 1 يونيو 2010 . تم استرجاعه في 15 فبراير 2010 .

[13] "ITER – الطريق إلى طاقة جديدة". ITER . 2014. مؤرشف من الأصل في 22 سبتمبر 2012.

[14] "اختراق الاندماج النووي سيضخ مليارات الدولارات في مشاريع الطاقة الذرية الناشئة". بلومبرج.كوم . 14 ديسمبر 2022. مؤرشف من الأصل في 31 يناير 2023. تم الاسترجاع 10 يناير 2023 .

[15] Insider, Jenny McGrath, Business; Insider, Business (7 مايو 2024). "Fusion Breakthrough: 6 Minutes of Plasma Sets New Reactor Record". ScienceAlert . تم الاسترجاع في 27 سبتمبر 2024 . {{cite web}}: |first=له اسم عام ( مساعدة )CS1 maint: multiple names: authors list (link)

[Shultis-16] Shultis, JK & Faw, RE (2002). أساسيات العلوم والهندسة النووية. CRC Press . ص. 151. ISBN 978-0-8247-0834-4.

[17] Physics Flexbook Archived 28 December 2011 at the Wayback Machine . Ck12.org. Retrieved 19 December 2012.

[bulletin1950-18] بيث، هانز أ. (أبريل 1950). "القنبلة الهيدروجينية". نشرة العلماء الذريين . 6 (4): 99-104، 125-. رمز Bibcode :1950BuAtS...6d..99B. doi :10.1080/00963402.1950.11461231. مؤرشف من الأصل في 14 يناير 2023. تم الاسترجاع في 14 سبتمبر 2018 .

[19] سميث، بيتر ف. (2009). البناء في ظل تغير المناخ: التحدي الذي يواجه البناء والتخطيط والطاقة. إيرثسكان. ص 129. رقم ISBN 978-1-84977-439-0. مؤرشف من الأصل في 5 نوفمبر 2023 . استرجاع 20 يونيو 2023 .

[eddington-20] إدينجتون، أ. س. (أكتوبر 1920). "التركيب الداخلي للنجوم". المجلة العلمية الشهرية . 11 (4): 297-303. رمز Bibcode :1920Sci....52..233E. doi :10.1126/science.52.1341.233. JSTOR 6491. PMID 17747682. مؤرشف من الأصل في 17 يوليو 2022. تم الاسترجاع في 25 مارس 2020 .

[eddington2-21] إدينجتون، أ. س. (1916). "حول التوازن الإشعاعي للنجوم". الإشعارات الشهرية للجمعية الفلكية الملكية . 77 : 16–35. رمز المرجع : 1916MNRAS..77...16E. doi : 10.1093/mnras/77.1.16 .

[22] أكثر النوى ارتباطًا وثيقًا تم أرشفته في 14 مايو 2011 على موقع Wayback Machine . Hyperphysics.phy-astr.gsu.edu. تم استرجاعه في 17 أغسطس 2011.

[lawson-23] تقرير، عالم العلوم (23 مارس 2013). "ما هي معايير لوسون، أو كيفية جعل طاقة الاندماج قابلة للتطبيق". تقرير عالم العلوم . مؤرشف من الأصل في 3 أغسطس 2021. تم الاسترجاع في 14 مارس 2021 .

[24] مولر، سورين (2020). تقنية المسرع. تسريع الجسيمات والكشف عنها. doi :10.1007/978-3-030-62308-1. ISBN 978-3-030-62307-4. S2CID 229610872. مؤرشف من الأصل في 23 سبتمبر 2022. تم الاسترجاع 20 سبتمبر 2022 .

[25] J. Slough و G. Votroubek و C. Pihl، "إنشاء بلازما عالية الحرارة من خلال دمج وضغط البلازمويدات ذات التكوين العكسي للحقل فوق الصوتي" Nucl. Fusion 51، 053008 (2011).

[26] أ. أسلي زعيم وآخرون "الاندماج اللانيوتروني في تصادم البلازميدات ذات الاتجاه المعاكس" تقارير فيزياء البلازما، المجلد 44، العدد 3، ص 378-386 (2018).

[27] جونز، إس إي (1986). "إعادة النظر في الاندماج المحفز بالميون". مجلة نيتشر . 321 (6066): 127–133. رمز Bibcode :1986Natur.321..127J. doi :10.1038/321127a0. S2CID 39819102.

[28] طرق تكميلية لـ "مراقبة الاندماج النووي المدفوع ببلورة كهربائية حرارية" محفوظ في 4 فبراير 2017 على موقع واي باك مشين . المقال الرئيسي: نارانيو، ب.؛ جيمزوسكي، ج.ك.؛ بوتيرمان، س. (2005). "مراقبة الاندماج النووي المدفوع ببلورة كهربائية حرارية". نيتشر . 434 (7037): 1115–1117. رمز Bibcode :2005Natur.434.1115N. doi :10.1038/nature03575. PMID 15858570. S2CID 4407334.

[29] UCLA Crystal Fusion. Rodan.physics.ucla.edu. تم الاسترجاع في 17 أغسطس 2011. تم أرشفته في 8 يونيو 2015 على موقع Wayback Machine

[30] Schewe, Phil & Stein, Ben (2005). "Pyrofusion: A Room-Temperature, Palm-Sized Nuclear Fusion Device". Physics News Update . 729 (1). مؤرشف من الأصل في 12 نوفمبر 2013. تم الاسترجاع في 3 مايو 2006 .

[31] الخروج من البرد: الاندماج النووي، حقيقي أرشيف 22 يناير 2012 على موقع واي باك مشين . كريستيان ساينس مونيتور . (6 يونيو 2005). تم الاسترجاع في 17 أغسطس 2011.

[32] الاندماج النووي على سطح المكتب... حقًا! أرشيف 4 سبتمبر 2016 على موقع واي باك مشين . MSNBC (27 أبريل 2005). تم الاسترجاع في 17 أغسطس 2011.

[33] نارانيو، ب.؛ بوتيرمان، س.؛ فينهاوس، ت. (2011). "الاندماج الكهربائي الحراري باستخدام هدف معالج بالتريتيوم". الأجهزة والطرق النووية في أبحاث الفيزياء القسم أ: المعجلات وأجهزة قياس الطيف وأجهزة الكشف والمعدات المرتبطة بها . 632 (1): 43-46. رمز Bibcode :2011NIMPA.632...43N. doi :10.1016/j.nima.2010.08.003.

[hybrid-34] جيرستنر، إي. (2009). "الطاقة النووية: العودة الهجينة". نيتشر . 460 (7251): 25-28. doi : 10.1038/460025a . PMID 19571861.

[35] ماوغ الثاني، توماس. "فيزيائي مدان بسوء السلوك". لوس أنجلوس تايمز . مؤرشف من الأصل في 17 أبريل 2019. استرجاع 17 أبريل 2019 .

[36] F. Winterberg "متفجرات فائقة الاستقرار مفترضة تشكلت تحت ضغط عالٍ للاشتعال النووي الحراري " محفوظ في 3 مارس 2023 على موقع Wayback Machine

[37] Zhang, Fan; Murray, Stephen Burke; Higgins, Andrew (2005) "طريقة التفجير المضغوط للغاية وجهاز لإحداث مثل هذا التفجير ^{[ رابط ميت ]} "

[38] II Glass وJC Poinssot "أنبوب الصدمة المحفز بالانفجار الداخلي" محفوظ في 2 أبريل 2023 على موقع Wayback Machine . ناسا

[39] D.Sagie و II Glass (1982) "الانفجارات نصف الكروية المدفوعة بالانفجار لتوليد البلازما الاندماجية"

[40] T. Saito, AK Kudian and II Glass "قياسات درجة الحرارة لبؤرة الانفجار الداخلي محفوظ في 2012-07-20 على موقع Wayback Machine "

[41] تدفق الأيونات وتفاعلية الاندماج، توصيف بؤرة أيونية متقاربة كرويًا. أطروحة دكتوراه، د. تيموثي أ. ثورسون، ويسكونسن-ماديسون 1996.

[42] "تذبذبات البلازما الكروية المستقرة ذات التوازن الحراري الكبير في أجهزة الاحتجاز الكهروستاتيكي"، دي سي بارنز وريك نيبل، فيزياء البلازما المجلد 5، العدد 7 يوليو 1998

[43] كار، م.؛ خاشان، ج. (2013). "تحليل مسبار منحاز لتكوين بئر محتمل في مجال مغناطيسي منخفض بيتا من الإلكترونات فقط من بوليويل". فيزياء البلازما 20 (5): 052504. رمز Bibcode : 2013PhPl...20e2504C. doi : 10.1063/1.4804279

[44] "منتديات فوسور • صفحة الفهرس". Fusor.net. مؤرشف من الأصل في 8 أغسطس 2014. استرجاع 24 أغسطس 2014 .

[45] "بناء مفاعل الاندماج النووي؟ لا مشكلة". Clhsonline.net. 23 مارس 2012. مؤرشف من الأصل في 30 أكتوبر 2014. تم الاسترجاع في 24 أغسطس 2014 .

[46] دانزيكو، ماثيو (23 يونيو 2010). "Extreme DIY: Building a homemade nuclear reactor in NYC". مؤرشف من الأصل في 16 مايو 2018. تم الاسترجاع في 30 أكتوبر 2014 .

[47] شيشنر، سام (18 أغسطس 2008). "الطموحات النووية: العلماء الهواة يحصلون على رد فعل من الاندماج". وول ستريت جورنال . مؤرشف من الأصل في 3 مارس 2014. تم الاسترجاع في 24 أغسطس 2014 .

[48] Park J, Nebel RA, Stange S, Murali SK (2005). "Experimental Observation of a Periodically Oscillating Plasma Sphere in a Gridded Inertial Electrostatic Confinement Device". Phys Rev Lett . 95 (1): 015003. Bibcode :2005PhRvL..95a5003P. doi :10.1103/PhysRevLett.95.015003. PMID 16090625. مؤرشف من الأصل في 23 أكتوبر 2020. تم الاسترجاع في 25 أغسطس 2020 .

[49] "تجربة خطوط الحزم المعاد تدويرها ذات القطبين المتعددين" عرض ملصق، مؤتمر IEC الأمريكي الياباني لعام 2011، الدكتور أليكس كلاين

[50] FusEdWeb | Fusion Education. Fusedweb.pppl.gov (9 نوفمبر 1998). تم استرجاعه في 17 أغسطس 2011. تم أرشفته في 24 أكتوبر 2007 على موقع Wayback Machine

[51] م. كيكوتشي، ك. لاكنر، وم.كيو تران (2012). فيزياء الاندماج. الوكالة الدولية للطاقة الذرية . ص. 22. ISBN 9789201304100. تم أرشفته من الأصل في 8 ديسمبر 2015 . تم استرجاعه في 8 ديسمبر 2015 .

[52] K. Miyamoto (2005). فيزياء البلازما والاندماج النووي المتحكم فيه . Springer-Verlag . ISBN 3-540-24217-1.

[cross_section-53] القسم الفرعي 4.7.4ج محفوظ في 16 أغسطس 2018 على موقع واي باك مشين . Kayelaby.npl.co.uk. تم استرجاعه في 19 ديسمبر 2012.

[54] دورة CNO#

[:5-55] دورة CNO#CNO-I

[:6-56] دورة CNO#CNO-II

[:7-57] دورة CNO#CNO-III

[:8-58] دورة CNO#CNO-IV

[:9-59] دورة CNO#HCNO-I

[:10-60] دورة CNO#HCNO-II

[:11-61] دورة CNO#HCNO-III

[:2-62] الاندماج النووي#المعايير والمرشحين للتفاعلات الأرضية

[:3-63] الاندماج اللانيوتروني#حاجز كولومب

[:4-64] الاندماج اللانيوتروني#تفاعلات المرشحة

[:1-65] الاندماج البارد#عدم وجود منتجات تفاعل متوقعة

[66] الاندماج اللانيوتروني#الإشعاع المتبقي

[67] يُظهر توازن الزخم والطاقة أنه إذا كان للتريتيوم طاقة E _T (وباستخدام الكتل النسبية 1 و3 و4 للنيوترون والتريتيوم والهيليوم) فإن طاقة الهيليوم يمكن أن تكون أي شيء من [(12E _T ) ^1/2 −(5×17.6MeV+2×E _T ) ^1/2 ] ² /25 إلى [(12E _T ) ^1/2 +(5×17.6MeV+2×E _T ) ^1/2 ] ² /25. بالنسبة لـ E _T =1.01 MeV فإن هذا يعطي نطاقًا من 1.44 MeV إلى 6.73 MeV.

[68] رايدر، تود هاريسون (1995). "القيود الأساسية على أنظمة الاندماج البلازمي غير الموجودة في حالة التوازن الديناميكي الحراري". ملخصات الأطروحات الدولية . 56–07 (القسم ب): 3820. رمز Bibcode :1995PhDT........45R.

[69] روستوكر، نورمان؛ بيندرباور، ميشيل وقروشى، أرتان. القيود الأساسية على أنظمة الاندماج البلازمية غير المتوازنة ترموديناميكيًا. fusion.ps.uci.edu

[70] Huba, J. (2003). "NRL PLASMA FORMULARY" (PDF) . MIT Catalog . مؤرشف من الأصل (PDF) في 17 أبريل 2018. تم الاسترجاع في 11 نوفمبر 2018 .

[71] بوش، إتش إس (1993). "صيغ محسنة لمقاطع الاندماج والتفاعلات الحرارية". الاندماج النووي . 32 (4): 611-631. doi :10.1088/0029-5515/32/4/I07. S2CID 55303621.

ف ت هـ طاقة
تاريخ فِهرِس مخطط تفصيلي
المفاهيم الأساسية	الحفاظ على الطاقة علم الطاقة طاقة الوحدات حالة الطاقة مستوى الطاقة نظام الطاقة تحويل الطاقة التحول في مجال الطاقة كتلة كتلة سلبية تكافؤ الكتلة والطاقة قوة الديناميكا الحرارية المحتوى الحراري القوة الانتروبية إنتروبيا الطاقة الحيوية الإنتروبيا الحرة السعة الحرارية انتقال الحرارة عملية لا رجعة فيها نظام معزول قوانين الديناميكا الحرارية الانتروبيا السلبية الديناميكا الحرارية الكمومية التوازن الحراري خزان حراري التوازن الديناميكي الحراري الطاقة الحرة الديناميكية الحرارية الإمكانات الديناميكية الحرارية الحالة الديناميكية الحرارية النظام الديناميكي الحراري درجة الحرارة الديناميكية الحرارية الحجم (الديناميكا الحرارية) عمل
أنواع	ملزم نووي كيميائي مظلم مرن الطاقة الكامنة الكهربائية كهربائي الجاذبية ملزم الإمكانات بين الذرية داخلي التأين حركي مغناطيسي ميكانيكي سلبي شبح محتمل طاقة الربط في الديناميكا اللونية الكمومية التقلب الكمي الإمكانات الكمومية جوهر مشع استراحة صوت سطح حراري مكنسة نقطة الصفر
حاملات الطاقة	بطارية مكثف كهرباء المحتوى الحراري وقود حفرية زيت حرارة الحرارة الكامنة هيدروجين وقود الهيدروجين الموجة الميكانيكية إشعاع موجة صوتية عمل
الطاقة الأولية	الطاقة الحيوية الوقود الأحفوري الفحم الغاز الطبيعي البترول الطاقة الحرارية الأرضية الجاذبية الطاقة الكهرومائية بحري الوقود النووي اليورانيوم الطبيعي مشع الطاقة الشمسية رياح
مكونات نظام الطاقة	الكتلة الحيوية الطاقة الكهربائية توصيل الكهرباء هندسة الطاقة محطة توليد الطاقة بالوقود الأحفوري التوليد المشترك للطاقة دورة التغويز المتكاملة الطاقة الحرارية الأرضية الطاقة الكهرومائية الطاقة الكهرومائية قوة المد والجزر مزرعة الامواج الطاقة النووية محطة الطاقة النووية مولد حراري كهربائي يعمل بالنظائر المشعة مصفاة النفط الطاقة الشمسية الطاقة الشمسية المركزة النظام الكهروضوئي الطاقة الحرارية الشمسية الفرن الشمسي برج الطاقة الشمسية طاقة الرياح طاقة الرياح المحمولة جواً مزرعة الرياح
الاستخدام والتوريد	استخدام الطاقة بكفاءة زراعة الحوسبة ينقل الحفاظ على الطاقة استهلاك الطاقة سياسة الطاقة تطوير الطاقة أمن الطاقة تخزين الطاقة الطاقة المتجددة الطاقة المستدامة العرض والاستهلاك العالمي للطاقة أفريقيا آسيا أستراليا كندا أوروبا المكسيك أمريكا الجنوبية الولايات المتحدة
متنوع	البصمة الكربونية مفارقة جيفونز تحويل النفايات إلى طاقة
فئة الموارد المشتركة منفذ مشروع ويكي

ف ت هـ ليزر الإكسيمر
إكسيمر	ليزر فلوريد الأرجون ليزر فلوريد الكريبتون نايك ليزر أحادي كلوريد الزينون
وجوه	إكسيمر الاندماج النووي

قواعد بيانات التحكم بالصلاحيات
دولي	سريع
وطني	ألمانيا الولايات المتحدة فرنسا بيانات المكتبة الوطنية الفرنسية اليابان الجمهورية التشيكية إسبانيا لاتفيا إسرائيل
آخر	نارا