Физики горят идеей реактора термоядерного синтеза. Я думаю, что задача из поста пояснит почему.
Многие смотрели Мстителей, и величайшее изобретение Тони Старка именно реактор термоядерного синтеза. Причем холодного. Под холодным имеется в виду, что он работает на вполне себе земных температурах. Но увы, чтобы пробить кулоновский барьер и приблизить два положительных ядра довольно близко, нужны огромные температуры, так что реактор Тони чистая фантастика, а вот горячий реактор вполне себе возможен.
В настоящее время управляемый термоядерный синтез ещё не осуществлён в промышленных масштабах. Наиболее трудная задача, стоящая на пути осуществления управляемого термоядерного синтеза, заключается в изоляции плазмы от стенок реактора.
Давайте предположим, что у вас дома появился портативный термоядерный реактор, который питает электричеством вашу квартиру. На каком топливе он будет работать? Водород? Хорошая идея, но его сложно хранить. Давайте возьмем топливо, которое использовалось в Царь бомбе - дейтерид лития-6. Это обычный гидрид лития LiH. Только изотопный состав не природный, а другой. Пусть вы купили 10 грамм топлива и зарядили в свой домашний реактор, а дома живет семья из трех человек. По нормам, такая семья потребляет 196 кВт*ч электроэнергии.
196кВт*ч=3600*0,196=705,6 МДж/месяц
На сколько же нам хватит десяти грамм? Может на пять лет? Или на десять? Давайте считать.
Упростим ядерную реакцию до простой Li-6+D=2He.
Теперь немного справочных данных: Энергия ядра гелия 7.05 МэВ на нуклон (28.2 МеВ), лития-6 5.3 МэВ/нуклон (31.8 МеВ), у дейтерия 1.1 МэВ (2.2 МэВ).
Значит в одном акте выделяется. 2*28.2-31.8-2.2=22.4 МеВ.
Всего актов будет столько, сколько атомов лития или дейтерия. M(LiD)=8 г/моль.
N=n*Na=Na*m/M=6.02e23*10/8=7.525e23 штук.
Получим 22.4*7.525e23=1.686e25 МеВ или 1.686e25*1e6*1.602e-19=2.701e12 Дж
Поделим полученное на месячные затраты 2.701e12/7.05e8=3831.2 месяца или 319.3 года!!! Это как 107 тонн каменного угля! Этим можно 3.5 минуты питать всю Москву. Но стоит и упомянуть, что, в случае чего, такой реактор бахнет как 650 тонн тротила.