Mặt trời tỏa sáng là nhờ phản ứng tổng hợp hạt nhân. Trong lõi của nó, các hạt nhân hydro kết hợp lại tạo thành heli, giải phóng một lượng năng lượng khổng lồ. Tổng hợp hạt nhân là quá trình hợp nhất các hạt nhân nguyên tử nhẹ thành các hạt nhân nặng hơn. Nó giải phóng năng lượng vì tổng khối lượng của sản phẩm nhỏ hơn khối lượng của các hạt nhân ban đầu. Khối lượng bị thiếu chuyển hóa thành năng lượng, theo công thức E = mc². Tổng hợp hạt nhân cung cấp năng lượng cho các ngôi sao và tạo ra các nguyên tố cấu thành nên các hành tinh và sự sống. Nó là nguồn năng lượng chính trên Trái đất, từ ánh sáng mặt trời đến nhiên liệu hóa thạch.

Phản ứng tổng hợp hạt nhân rất khó thực hiện trên Trái đất. Nó đòi hỏi nhiệt độ hàng triệu độ và áp suất cực lớn để vượt qua lực đẩy điện giữa các hạt nhân. Trong các ngôi sao, trọng lực cung cấp áp suất đó. Trên Trái đất, các nhà nghiên cứu sử dụng phương pháp giam giữ từ tính hoặc giam giữ quán tính. Giam giữ từ tính sử dụng các từ trường mạnh để giữ plasma trong một lò phản ứng tokamak. Giam giữ quán tính sử dụng tia laser để nén một viên nhiên liệu nhỏ. Mục tiêu là đạt được sự bốc cháy, khi phản ứng tổng hợp hạt nhân tạo ra nhiều năng lượng hơn mức tiêu thụ. Năm 2022, Cơ sở Bốc cháy Quốc gia đã đạt được sự bốc cháy lần đầu tiên. Phản ứng tổng hợp hạt nhân không tạo ra chất thải phóng xạ tồn tại lâu dài và không tạo ra khí nhà kính. Nó là chén thánh của năng lượng sạch, nhưng vẫn còn hàng chục năm nữa mới có thể được sử dụng thương mại.

Thông tin hợp nhất

• Định nghĩa.
• Nhiên liệu.
• Yêu cầu.
• Năng lượng.
• Ứng dụng.

Phản ứng tổng hợp hạt nhân không giống với phản ứng phân hạch hạt nhân. Tổng hợp hạt nhân kết hợp các hạt nhân nhẹ. Phân hạch hạt nhân tách các hạt nhân nặng.