軽水素のほうが核融合が起こりにくいわけ

質問

「軽水素での核融合反応が起こらず、重水素による短期の核融合反応のみで終わってしまった」

軽水素のほうが核融合が起こりにくいのはなぜなんでしょうか？

回答No.2

jamf0421 · ベストアンサー

HとHの反応がH+H→D＋nになるのかどうか知りませんが、これは確かに核融合で考慮されていません。反応が起きないのは衝突断面積が小さい所為ではないでしょうか。（手元に資料がありませんが...)
因みに核融合はエネルギーが取り出すことが目的ですが、プラズマでの熱核融合を考えるき、注ぎ込むエネルギーより取り出せるエネルギーの方が大きくないと意味がありません。融合の効率が大きな問題です。その時にものをいうのが衝突断面積です。これがD+D、T+D、T+T、(3)He+D(ここで(3)Heは質量数３のHe)などで相当違います。そして反応率はnAnB<σv>で決まります。ここでnA,nBはそれぞれの核種、σが衝突断面積、vが相対速度です。vは注ぎ込むエネルギーに依存します。<σv>がプラズマ温度にたいして圧倒的に大きくなるのはT+Dです。
DとDでも大したことはなくて、D+D→H+TとD+D→n+(3)Heのピークの衝突断面積（適正なエネルギー条件があります。）はT+D→n+Heに比べで2桁近く小さいはずです。

回答No.1

aniru

人工の核融合反応では、ヘリウム核を作ることになります。ヘリウムは

陽子２個
中性子２個

でできています。重水素でヘリウム作ろうとした場合

重水素２個が衝突

するとできます（エネルギーなどの問題もありますが)。しかし、軽水素の場合では、

軽水素２個と中性子２個が同時に衝突

しなければできません。したがって、軽水素のほうが反応が起こりにくくなってしまいます。