Termonükleer füzyon

Termonükleer  füzyon, çok yüksek sıcaklık kullanılarak nükleer füzyonu başarmanın bir yoludur. Termonükleer  füzyonun kontrol edilebilen ve edilemeyen olarak iki formu vardır. Kontrol edilemeyen : kontrol edilemeyecek büyük bir  enerjiye sahiptir bunlara termonükleer silahlardan hidrojen bombası örnektir. Kontrol  edilebilenler ise yapıcı amaçlar için çevrede bulunan füzyon reaksiyonlarıdır. Bu metin ikincisine odaklı yazılmıştır.

Sıcaklık Gereklilikleri

Sıcaklık, parçacıkların ortalama kinetik enerjilerinin bir ölçümüdür. Bu nedenle, cisim ısıtılarak enerji kazandırılabilir. Yeterli sıcaklığa ulaştıktan sonra, verilen Lawson kriteri, plazmada bulunan tesadüfi çarpışmaların enerjisi, Coulomb bariyerini  aşmak ve parçacıkları beraber kaynaştırmak için yeterli yüksekliktedir.
ağır hidrojen ve trityum füzyon reaksiyonunda, örneğin, Coulomb bariyerini aşması için gerekli olan enerji  0.1 MeV ‘dur. Enerji ve sıcaklık arasındaki dönüştürme gösteriyor ki; 0.1 MeV bariyerini  aşabilmesi için  1.2  milyon Kelvin’den daha fazla bir sıcaklığa ihtiyaç vardır.
Bu gerçek sıcaklığa ihtiyacı olmasının iki etkisi vardır. Birincisi; sıcaklık ortalama kinetik enerjisidir ve bu, bu sıcaklıktaki bazı çekirdeklerin  diğerleri daha düşük olduğunda  0.1 MeV ‘dan daha yüksek enerjiye sahip olabileceklerini ima eder. Birçok füzyon reaksiyonu için hesaplanan, hız dağılımının yüksek enerji kuyruğundaki çekirdektir. Diğer bir etki ise quantum tünel sistemidir. Bu çekirdek Coulomb bariyerini tamamen atlayabilmek için yeterli enerjiye sahip olmak zorunda değildir. Yeterliye yakın enerjiye sahipse, bariyere doğru bir tünel oluşturabilirler. Bunların nedenleri için düşük sıcaklıktaki yakıt, düşük oranda füzyon olayları geçirecektir.
Termonükleer füzyon, füzyon gücünü oluşturmak için yapılan araştırma methodlarından bir tanesidir.

Sınırlama

Termonükleer füzyonu başarmadaki anahtar problem, sıcak plazmanın nasıl hapsedileceğidir. Yüksek sıcaklık yüzünden, plazma katı cisimlerle doğrudan etkileşimde bulunamaz. Bu nedenle, bir boşlukta bulunmak zorundadır. Yüksek sıcaklık ayrıca yüksek basıncı tanımlar. Plazma hemen genişlemeye, yayılmaya yatkındır ve bazı kuvvetler bu temel basıncın aleyhinde rol oynarlar. Bu kuvvet yıldızlardaki yerçekimi, manyetik füzyon reaktörlerindeki  manyetik kuvvetler  ya da plazma genişlemeye başlamadan önce meydana gelebilecek füzyon reaksiyonudur.

Durağan Sınırlama

Üçüncü sınırlama prensibi füzyon yakıt topunun yüzeyine büyük bir bölümündeki enerjinin hızlı bir titreşimini uygulamaktır.
Çok yüksek basınç ve sıcaklık aynı anda içine patlamasına ve ısınmasına neden olur. Eğer yakıt yoğun ve yeteri kadar sıcaksa, füzyon reaksiyon oranı yanmak için yeteri kadar yüksek olur. Bu olağanüstü şartları başarabilmek için başlangıçtaki sakin yakıt sıkıştırılmış olmak zorundadır. Durağan sınırlama, hidrojen bombasında kullanıldı. Durağan sınırlamada ayrıca sürücünün lazer, iyon, elektron çekirdeği veya Z-tutamı kontrollü nükleer füzyona da yeltenildi. Diğer bir method ise konveksiyonel yüksek patlayıcı materyali  sıkıştırmak için yakıtın bir füzyon koşulu olmasıdır.  UTIAS patlayıcı güdümlü yıkım olanakları istikrarlı olması için kullanıldı, merkezlendirilen ve odaklandırılan yarım küre yıkımları D-D reaksiyonlarından nötron üretirler.