Transcript นิวเคลียสกับพลังงานนิวเคลียร์

หน่ วยที่ 11 นิวเคลียสและพลังงานนิวเคลียร์
l
l
l
ตอนที่ 11.1 นิวเคลียส
ตอนที่ 11.2 การสลายตัวของสารกัมมันตรังสี
ตอนที่ 11.3 พลังงานนิวเคลียร์
หน่ วยที่ 11 นิวเคลียสและพลังงานนิวเคลียร์
l
ตอนที่ 11.1 นิวเคลียส
l
l
การค้นพบนิวเคลียส
สมบัตขิ องนิวเคลียส
การค้นพบนิวเคลียส
อนุภาคส่วนน้ อย
สะท้อนออก
ลาอนุภาคอัลฟา (+)
อนุภาคส่วนใหญ่จะเบนออก
มีประจุ+ อยูท่ ใ่ี จกลาง มีขนาดเล็กมากเมื่อเทียบ
กับขนาดอะตอม เรียกว่า นิวเคลียส
มีประจุ- โคจรในทีว่ า่ งรอบประจุ+ เพือ่ ให้อะตอม
เป็ นกลางทางไฟฟ้า เรียกว่า อิเล็กตรอน
สมบัติของนิวเคลียส
l
l
l
l
l
l
ประกอบด้วยอนุภาค โปรตอน (proton) มีประจุ+
อนุภาค นิวตรอน (neutron) เป็ นกลางทางไฟฟ้า
เรียกอนุภาคสองอย่างนี้วา่ นิวคลีออน (nucleon)
เลขอะตอม (atomic number Z) คือ จานวนโปรตอน
จานวนนิวตรอน (neutron number N) คือ จานวนนิวตรอน
เลขมวล (mass number A) คือ จานวนนิวคลีออน A = Z + N
A
Z
X
12
6
C
56
26
Fe
นิวไคลด์
l
ใช้คาว่า “นิวไคลด์” (nuclide) เพือ่ แทนนิวเคลียสชนิดต่างๆ
เลขมวล
A
A
Z
X
X
สัญลักษณ์ทางเคมีของธาตุ
เลขอะตอม
Z
ตัวอย่าง
ธาตุเหล็ก ซึง่ มีเลขมวลเป็ น 56 และเลขอะตอมเป็ น 26
A
Z
X
56
26
Fe
มีโปรตอน 26 ตัว
มีนิวตรอน 30 ตัว
ไอโซโทป
l
มีจานวนโปรตอนเท่ากัน
11
6
ในธรรมชาติจะพบ
l
C
12
6
C
98.9%
13
6
C
14
6
C
1.1%
โดยแต่ละไอโซโทป มีปริมาณทีพ่ บในธรรมชาติ (natural abundant)
แตกต่างกัน บางไอโซโทปไม่มใี นธรรมชาติ แต่ผลิตได้ในห้องทดลอง
ประจุและมวล
l
l
l
โปรตอนมีประจุบวกขนาดเท่ากับประจุของอิเล็กตรอน คือ
+1.6×10-19 C นิวตรอนไม่มปี ระจุ มีมวลประมาณ 1836me
E = mc
มวล
เทียบกับ 12C มีมวล 12u
2
ขนาดของนิวเคลียส
ประมาณว่า นิวเคลียสมีโปรตอนและนิวตรอนกระจุกตัวกัน เป็ นทรงกลมและมีรศั มีเฉลีย่
r = r0 A1/3
r0 = 1.2´ 10- 15 m
= 1.2 fm
A คือ เลขมวล
ตัวอย่าง ประมาณรัศมีนิวเคลียสของ ยูเรเนียม 235
1/3
r = 1.2(235) fm
= 7.41 fm
เสถียรภาพ
l
l
l
นิวเคลียสรวมตัวกันได้
เนื่องจากแรงนิวเคลียร์ทม่ี พี สิ ยั
สัน้ ~2fm ทีเ่ กิดขึน้ ระหว่าง
นิวคลีออน (n-n n-p p-p)
แรงนิวเคลียร์มขี นาดมากกว่า
แรงผลักทีเ่ กิดจากโปรตอนใน
นิวเคลียส นิวเคลียสจึงเสถียร
อยูไ่ ด้
นิวเคลียสทีไ่ ม่เสถียรจะ
สลายตัวโดยปลดปล่อยรังสี
ออกมา
เมื่อ p มากขึน้ จานวน n
จะมากกว่า p เพื่อเพิ่มแรง
นิวเคลียร์ให้มากกว่าแรง
ผลักคูลอมบ์
พลังงานยึดเหนี่ ยว
พลังงานทีย่ ดึ องค์ประกอบของนิวเคลียสไว้ดว้ ยกัน หาได้จากมวลทีต่ ่างกัน ของมวลรวม
ขององค์ประกอบทีป่ ระกอบกันเป็ นนิวเคลียส กับ นิวเคลียส ตามความสัมพันธ์มวลพลังงานของไอน์สไตน์
E = mc
2
ตัวอย่าง ต้องใช้พลังงานเท่าใด ในการแยกโปรตอนออกจาก ดิวเทอรอน กาหนดให้มวล
ของดิวเทอเรียม 2H = 2.014102u, 1H = 1.007825u, n = 1.008665u
m = (mH + mn )- md
E = mc 2
æ931.5 MeV ö
= (1.007825 + 1.008665)- 2.014102
÷
ç
= (0.002388)
ççè
= 2.224 MeV
1u
÷
÷
ø
= 0.002388 u
2.224
พลังงานยึดเหนียวต่อนิวคลีออน Eb =
= 1.112 MeV nucleon
2
}
บริ เวณทีเ่ สถียรทีส่ ดุ
พลังงานยึดเหนี่ ยวต่อนิ วคลีออน (MeV)
Fusion
9
3 1P
56
Fe 8 1Br
16
8 1 2C
Fission
O
1 2 0Sn
1 5 7Gd
7
Li
4
He
6
1 9 7Au
2 3 9Pu
2 2 7Ac
พลังงานยึดเหนี่ ยวต่อนิวคลีออนจะเพิ่มขึน้ เมื่อ
เลขมวลสูงขึน้ จนมีค่าสูงสุด (เสถียรมาก) ที่ช่วง
เลขมวลประมาณ 60 และจะลดลงเมื่อเลขมวล
เพิ่มขึน้
4
2
2H
0
40
80
120
160
เลขมวล (mass number) , A
200
หน่ วยที่ 11 นิวเคลียสและพลังงานนิวเคลียร์
l
ตอนที่ 11.2 การสลายตัวของสารกัมมันตรังสี
l
l
l
ค่าคงตัวของการสลายตัวและเวลาครึง่ ชีวติ
ขบวนการของการสลายตัว
การวัดปริมาณรังสี
การแผ่รงั สีของเรเดียมทีอ่ ยูบ่ น
หน้าปทั ม์นาฬิกา ไปกระตุน้
อิเล็กตรอน ของสารเรืองแสงทีผ่ สม
อยู่ ให้มกี ารเปลีย่ นระดับพลังงานจึง
เรืองแสงออกมาได้
การสลายตัวของสารกัมมันตรังสี
l
l
l
ในปี 1896 Becquerel ได้พบว่าแร่ยเู รเนียม แผ่รงั สีทม่ี องไม่เห็นซึง่ ทา
ให้ฟิลม์ ดาได้ แม้วา่ จะไม่ถูกแสงแดด ซึง่ รังสีทแ่ี ผ่ออกมาเองนี้
ภายหลังเรียกว่า กัมมันตภาพรังสี (radioactivity)
Marie & Pierre Curie สองสามีภรรยาได้ทาการศึกษาอย่างจริงจัง
เกีย่ วกับการสลายตัวของสารกัมมันตรังสี ทีเ่ กิดจากนิวเคลียสทีไ่ ม่มี
เสถียรภาพ และได้คน้ พบธาตุใหม่ คือ polonium, radium
รังสีทแ่ี ผ่ออกมาจากนิวเคลียส เกิดจากการปลดปล่อยอนุภาค 3 ชนิด
ออกมา คือ อัลฟา (4He), บีตา (e-, e+), แกมมา (โฟตอน)
อนุภาค อัลฟามีประจุ + จึงเบีย่ งเบนใน
สนามแม่เหล็ก ในทิศตรงข้ามกับ
อิเล็กตรอน
อนุภาคแกมมา ไม่มปี ระจุจงึ ไม่มกี าร
เบีย่ งเบนในสนามแม่เหล็ก
รัศมีความโค้งบอกถึงพลังงานจลน์และ
มวลของอนุภาค
อนุภาคอัลฟามีอานาจทะลุทะลวงต่า
เนื่องจากมีมวลมาก
อนุภาคบีตามีอานาจทะลุทะลวง
พอสมควร
อนุภาคแกมมามีอานาจทะลุทะลวงสูง
มาก เพราะเป็ นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า
ค่าคงตัวการสลายตัว
l
อธิบายการสลายตัวของนิวคลีออน ในช่วงเวลาทีผ่ า่ นไปซึง่
อัตราการสลายตัว หรือ การลดลงของนิวคลีออนต่อเวลา จะ
ขึน้ กับจานวนของนิวคลีออนแรกเริม่ กับค่าคงตัวการสลายตัว
dN
= -  dt
N
dN
= N
dt
- t
N = N0e
สมการการลดลงแบบ exponential decay
N คือ จานวนนิวคลีออนทีเ่ หลืออยูเ่ มือ่ เวลาผ่านไป t
N0 คือ จานวนนิวคลีออนทีเ่ วลาเริม่ ต้น t = 0
 คือ ค่าคงตัวการสลายตัว มีหน่วยเป็ นต่อเวลา [1/s]
N
ò
N0
t
dN
= -  ò dt
N
0
ln N - ln N 0 = - t
N
ln
= - t
N0
N = N 0 e- t
อัตราการสลายตัว
อัตราการสลายตัว R คือ อัตราการลดลงของจานวนนิวคลีออนต่อเวลา R = -
dN
dt
d
d
N = (N 0 e- t )
dt
dt
R = N0e- t
R0 = N0
สมการการลดลงแบบ exponential decay
R คือ อัตราการสลายตัวของนิวคลีออนเมือ่ เวลาผ่านไป t เรียกว่า กัมมันตภาพ
R0 คือ อัตราการสลายตัวของนิวคลีออนทีเ่ วลาเริม่ ต้น t = 0
 คือ ค่าคงตัวการสลายตัว มีหน่วยเป็ นต่อเวลา [1/s]
จะเห็นว่าเมือ่ นิวเคลียสสลายตัว จานวนนิวคลีออนจะลดลง และอัตราการสลายตัวก็ลดลงด้วย
อัตราการสลายตัวมีหน่วยเป็ น ตัวต่อวินาที หรือ Bq และ 3.7×1010 Bq = 1 Ci
เวลาครึง่ ชีวิต
ครึง่ ชีวติ (half life)  ,T1/2 คือ ช่วงเวลาทีส่ ารกัมมันตรังสีสลายตัวจนมีปริมาณแค่
N0
ครึง่ หนึ่งของค่าเริม่ ต้น N =
N0
= N 0 e- 
2
2
2 = e
 = ln 2
0.693
=

ตัวอย่าง ถ้าสารกัมมันตรังสีสลายตัวไปสองครึง่ ชีวติ
จะมีจานวนนิวคลีออนอยูเ่ ท่าใด
N0
N= n
2
n= 2
N0
N=
4
ตัวอย่าง การระบุอายุของซากสิง่ มีชวี ติ จากการสลายตัวของ C-14 จากชิน้ ส่วนกระดูก
น้าหนัก 50 g มีคา่ อัตราการสลายตัวเท่ากับ 200 ตัว/นาที ซึง่ ในคนทีม่ ชี วี ติ อยูจ่ ะมีอตั ราการ
สลายตัว 15 ตัว/นาที/g กาหนดให้ครึง่ ชีวติ ของ C-14 = 5730 ปี หรือ 3×109 นาที
R = R0e- t
R
ln 0 =  t
R
1 R
t = ln 0
 R
1
750
9
t=
ln
=
5.7
´
10
min
- 10
2.3´ 10
200
t = 11000 ปี
dpm
R0 = 15
´ 50 g = 750 dpm
g
0.693 0.693
- 10
- 1
=
=
=
2.3
´
10
min

3´ 109
การสลายตัวให้อนุภาคอัลฟา
ตัวอย่าง การสลายตัวของ U-238 โดยการปลดปล่อยอนุภาคอัลฟาออกมาจะมีการคาย
พลังงานเท่าใด
238
U
238.05079u
E = mc 2
MeV
= 0.00456´ 931.5
u
= 4.25 MeV
234
Th 234.04363u
4
He 4.00260 u
m = 238.05079 - (234.04363 + 4.00260)
= 0.00456
การสลายตัวให้อนุภาคบีตา
1
1
p® n+ e
1
0
+
ตัวอย่าง การสลายตัวของ C-14 โดยการปลดปล่อยอนุภาคบีตาจะมีการคายพลังงานเท่าใด
14
C
14.003242 u
14
N
14.003074 u
E = mc 2
= 0.000168´ 931.5
= 0.156 MeV
MeV
u
m = 14.003242 - 14.003074
= 0.000168
การสลายตัวให้อนุภาคบีตา
E = mc 2
MeV
= 0.000168´ 931.5
u
= 0.156 MeV
1
0
n ® p+ e + 
1
1
p® n+ e +
1
1
1
0
-
+
จากการศึกษาการสลายตัวของ C-14 พบว่าพลังงานของอนุภาคบีตาทีอ่ อกมามีพลังงานต่า
กว่าค่าทีไ่ ด้ ซึง่ การสลายตัวต้องเป็ นไปตามกฎการอนุรกั ษ์พลังงาน จึงนาไปสูก่ ารค้นพบ
อนุภาคใหม่เรียกว่า นิวตริโน ซึง่ ปลดปล่อยออกมาพร้อมอนุภาคบีตา ทาให้พลังงานของ
อนุภาคบีตาน้อยกว่าค่าทีค่ านวณได้
การสลายตัวให้อนุภาคแกมมา
ในบางครัง้ การสลายตัวของนิวเคลียสให้อนุภาคอัลฟา หรือ บีตา นิวเคลียสทีส่ ลายตัวจะอยูใ่ น
สถานะกระตุน้ ชัวขณะแล้
่
วจึงกลับสูส่ ถานะพืน้ โดยการปลดปล่อยอนุภาคแกมมาออกมา รังสี
แกมมาเป็ นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า หรือ โฟตอน ไม่มปี ระจุ และไม่มมี วล
นิวเคลียสทีอ่ ยูใ่ นสถานะกระตุน้ จะปล่อยแกมมาออกมา เลขมวลและเลขอะตอมจะไม่
เปลีย่ นแปลง
การวัดปริมาณรังสี
หน่ วยคูรี บอกถึงกัมมันตภาพหรือความแรงของสารรังสี 1 Ci = 3.7×1010 Bq
หน่ วยเรินต์เกน บอกถึงความสามารถในการถ่ายทอดพลังงานของสารรังสี เมือ่ รังสีตก
กระทบวัตถุ 1 R = พลังงานทีถ่ ่ายทอดขนาด 8.78 mJ ให้กบั อากาศแห้งทีม่ มี วล 1 kg ที่
ความดันปกติ
หน่ วยเกรย์ พลังงาน 1 จูล ทีด่ ดู กลืนต่อวัตถุ 1 kg
หน่ วยแร็ด rad (radiation absorbed dose) บอกถึงความสามารถในการดูดกลืนรังสีของ
วัตถุ 1 rad หมายถึงพลังงานทีด่ ดู กลืนรังสีโดยวัตถุ 10 mJ/kg
หน่ วยเรม rem (röntgen equivalent in man) ปริมาณรังสีดดู กลืนเปรียบเทียบโดย
rem = rad×RBE (สาหรับรังสีเอกซ์และอิเล็กตรอน RBE=1 แต่สาหรับนิวตรอนพลังงานต่า
RBE = 5) RBE คือ Relative Biological Effectiveness เป็ นผลกระทบของรังสีทม่ี ตี ่อ
สิง่ มีชวี ติ เนื่องจากรังสีแต่ละชนิดทาอันตรายต่อสิง่ มีชวี ติ ไม่เท่ากัน
Absorbed dose
equivalent
(rad)
Activity
(curie)
Exposure
(röntgen )
Absorbed dose
equivalent
(rem)
หน่ วยที่ 11 นิวเคลียสและพลังงานนิวเคลียร์
l
ตอนที่ 11.3 พลังงานนิวเคลียร์
l
l
l
l
ปฏิกริ ยิ าแบ่งแยกตัว
เตาปฏิกรณ์ปรมาณู
ปฏิกริ ยิ าหลอมตัว
เตาปฏิกรณ์ชนิดเทอร์โมนิวเคลียร์ฟิวชัน
พลังงานนิวเคลียร์
l
l
l
l
พลังงานทีเ่ ราใช้กนั อยูท่ ุกวันนี้สว่ นใหญ่ได้มาจากถ่านหิน จาก
ปฏิกริ ยิ าเคมีในการสันดาประหว่างอะตอมของธาตุคาร์บอน และ
ออกซิเจน ซึง่ ต้องใช้เชือ้ เพลิงจานวนมากเพือ่ ผลิตพลังงาน
ตัวอย่างเช่น น้ามันเชือ้ เพลิงและแก๊สหุงต้ม จะให้คา่ พลังงานประมาณ
50MJ/kg
เมือ่ เปรียบเทียบกับพลังงานทีไ่ ด้จากปฏิกริ ยิ าแตกตัวนิวเคลียร์ ทีเ่ กิด
จาก แร่ยเู รเนียม 235 มีคา่ ประมาณ 90,000,000 MJ/kg
จะเห็นว่าปฏิกริ ยิ านิวเคลียร์จะให้คา่ พลังงานมากกว่าปฏิกริ ยิ าเคมีถงึ
2 ล้านเท่า
http://en.wikipedia.org/wiki/Energy_density
}
บริ เวณทีเ่ สถียรทีส่ ดุ
พลังงานยึดเหนี่ ยวต่อนิ วคลีออน (MeV)
Fusion
9
3 1P
56
Fe 8 1Br
16
8 1 2C
Fission
O
1 2 0Sn
1 5 7Gd
7
Li
4
He
6
1 9 7Au
2 3 9Pu
2 2 7Ac
พลังงานยึดเหนี่ ยวต่อนิวคลีออนจะเพิ่มขึน้ เมื่อ
เลขมวลสูงขึน้ จนมีค่าสูงสุด (เสถียรมาก) ที่ช่วง
เลขมวลประมาณ 60 และจะลดลงเมื่อเลขมวล
เพิ่มขึน้
4
2
2H
0
40
80
120
160
เลขมวล (mass number) , A
200
ปฏิกิริยาแบ่งแยกตัว
l
l
l
l
เกิดขึน้ กับนิวเคลียสทีม่ เี ลขมวลสูงๆ จะแตกตัวออก (ลดเลข
มวล) เพือ่ ให้นิวเคลียสมีเสถียรภาพมากขึน้
การแตกตัวของนิวเคลียสจะปลดปล่อยพลังงานออกมา
การสร้างปฏิกริ ยิ าแตกตัวทาโดยการ ทาให้นิวเคลียสของธาตุ
หนักขาดเสถียรภาพโดยเพิม่ จานวนนิวคลีออน เช่นการยิง
นิวตรอนเข้าไปทีน่ ิวเคลียส
เมือ่ นิวเคลียสได้รบั นิวตรอนเข้าไปก็จะเกิดการแตกตัวเป็ น
ธาตุทม่ี เี ลขมวลลดลง
ปฏิกิริยาลูกโซ่
l
l
235
92
เมือ่ นิวเคลียสได้รบั นิวตรอนเข้าไปก็
จะเกิดการแตกตัวเป็ นธาตุทม่ี เี ลข
มวลน้อยลง แล้วให้ผลผลิตเป็ น
นิวตรอนออกมาด้วย
นิวตรอนทีเ่ ป็ นผลผลิตจากปฏิกริ ยิ า
แตกตัว จะเป็ นนิวตรอนทีไ่ ปทาให้
เกิดปฏิกริ ยิ าแตกตัวได้อกี ทาให้
เกิดปฏิกริ ยิ าแตกตัวต่อไปเรือ่ ยๆ
U + n
1
0
236
92
U 
*
140
54
94
38
1
0
Xe + Sr + 2 n
นิวตรอนผลผลิตทีเ่ กิดขึน้ หากมีอตั รา
การเพิม่ มากเกินไป จะทาให้
เกิดปฏิกริ ยิ าทีค่ วบคุมไม่ได้
http://en.wikipedia.org/wiki/Mushroom_cloud
เตาปฏิกรณ์ปรมาณู
}
บริ เวณทีเ่ สถียรทีส่ ดุ
พลังงานยึดเหนี่ ยวต่อนิ วคลีออน (MeV)
Fusion
9
3 1P
56
Fe 8 1Br
16
8 1 2C
Fission
O
1 2 0Sn
1 5 7Gd
7
Li
4
He
6
1 9 7Au
2 3 9Pu
2 2 7Ac
พลังงานยึดเหนี่ ยวต่อนิวคลีออนจะเพิ่มขึน้ เมื่อ
เลขมวลสูงขึน้ จนมีค่าสูงสุด (เสถียรมาก) ที่ช่วง
เลขมวลประมาณ 60 และจะลดลงเมื่อเลขมวล
เพิ่มขึน้
4
2
2H
0
40
80
120
160
เลขมวล (mass number) , A
200
ปฏิกิริยาหลอมตัว (fusion)
l
l
l
l
เกิดขึน้ กับนิวเคลียสทีม่ เี ลขมวลต่าๆ จะรวมตัวกัน (เพิม่ เลข
มวล) เพือ่ ให้นิวเคลียสมีเสถียรภาพมากขึน้
การรวมตัวของนิวเคลียสจะปลดปล่อยพลังงานออกมา
นิวเคลียสต้องเข้าใกล้กนั มากจนแรงดึงดูดทางนิวเคลียร์
เอาชนะแรงผลักคูลอมบ์ได้
อุณหภูมจิ ะต้องสูงมากเพือ่ ให้นิวเคลียสมีพลังงานจลน์มาก
พอทีจ่ ะเข้าใกล้กนั ได้
ปฏิกริ ยิ าทีเ่ กิดขึน้ ในดวงอาทิตย์ เป็ น
ปฏิกริ ยิ ารวมตัวตามวัฏจักร p-p ซึง่
ให้พลังงาน 25 MeV ในหนึ่งวัฏจักร
จากโปรตอน 4 ตัว
โดยอุณหภูมแิ ละความหนาแน่นของ
โปรตอนต้องมากพอ
Thermonuclear fusion reactions
ปฏิกริ ยิ าทีค่ วบคุมไม่ได้
ทาให้เกิดระเบิด
ไฮโดรเจน ในปี 1952
เตาปฏิกรณ์ชนิดเทอร์โมนิวเคลียร์ฟิวชัน
l
l
l
l
l
ปฏิกริ ยิ านิวเคลียร์ให้พลังงานมหาศาล ซึง่ การผลิตพลังงานจาก
ปฏิกริ ยิ านิวเคลียร์ สิง่ สาคัญคือการควบคุมปฏิกริ ยิ า
พลังงานทีไ่ ด้จากปฏิกริ ยิ าฟิวชันเป็ นแหล่งพลังงานทีไ่ ม่มวี นั หมด
เพราะเชือ้ เพลิงคือ “น้า”
ผลผลิตของปฏิกริ ยิ าฟิวชันไม่มสี ารกัมมันตรังสีออกมาจึงปลอดภัย
มาก
แต่ปญั หาคือการทาให้เกิดปฏิกริ ยิ าบนโลก เป็ นไปได้ยากเนื่องจาก
ต้องให้อุณหภูมสิ งู มาก
ปฏิกริ ยิ าทีน่ ่าจะเป็ นไปได้คอื การรวมตัวระหว่างดิวทีเรียม
(deuterium) และตรีเทียม (tritium)
เงือ่ นไขของปฏิกริ ยิ านี้คอื ความหนาแน่นและอุณหภูมอิ นุภาคเชือ้ เพลิงต้องสูงพอ
โดยอุณหภูมติ อ้ งสูงประมาณ 108 K อะตอมของธาตุจะแตกตัวเป็ นพลาสมา
plasma พลังงานสูง ซึง่ ไม่ใช่เรือ่ งง่ายทีจ่ ะกักพลาสมาให้มคี วามหนาแน่นสูง
พอทีจ่ ะให้เกิดปฏิกริ ยิ า อีกทัง้ T ไม่มใี นธรรมชาติจาเป็ นต้องสังเคราะห์ขน้ึ มา
อีกปฏิกริ ยิ าทีน่ ่าสนใจคือการรวมตัวของ ดิวทีเรียมกับ 3He ซึง่ มีอยูน่ ้อยมากบน
โลก แต่มปี ริมาณมหาศาลบนดวงจันทร์ มีการประมาณว่าหากทาเตาปฏิกรณ์ฟิว
ชันได้จริง ต้นทุนในการทาเหมือง 3He บนดวงจันทร์แล้วส่งกลับมายังโลกน้อย
กว่าการสารวจ และขุดเจาะถ่านหิน-น้ามันอย่างมากมาย
การทดลองปฏิกิริยาฟิวชัน
l
เงือ่ นไขในการเกิดปฏิกริ ยิ าฟิวชันสามารถทาได้จริงบนโลก โดยการสร้าง
สนามแม่เหล็กให้เป็ นวงวนรอบท่อวงกลม เพือ่ กักพลาสมาไม่ให้มาชนขอบของ
ท่อ จึงทาให้มคี วามหนาแน่นพอทีจ่ ะเกิดปฏิกริ ยิ า ตัวอย่างเช่น เครือ่ ง Tokamak
สามารถทาอุณหภูมไิ ด้สงู ถึง 500 ล้านองศาเซลเซียส หรือประมาณ 5×108 K
Tokamak Fusion Test Reactor
Princeton University