Le reazioni nucleari di interesse per la fusione sono, quindi,
quelle che coinvolgono i nuclei più leggeri, cioè i nuclei dell'
idrogeno e dei suoi isotopi.
In particolare, la reazione di interesse più immediato è quella
che si verifica tra i nuclei di due forme pesanti dell' idrogeno, gli isotopi
deutero
e trizio (a temperature di 100 milioni di gradi):
Questa reazione è la più facile da realizzare
ed è anche la più efficiente al fine della produzione di
energia.
Prodotti della reazione sono l'elio4, isotopo dell'elio, detto anche
particella alfa che porta, sotto forma di energia cinetica, 1/5 dell'energia
totale prodotta nella reazione (3,5 MeV) e un neutrone che ne porta i 4/5 (14,1
MeV).
Il deuterio è abbondante nell' acqua di mare (30 g /m3) mentre il trizio, materiale radioattivo con un tempo di dimezzamento di 12.36 anni, non esiste in quantità apprezzabili in natura e deve quindi essere generato.
Nel futuro reattore a fusione i neutroni, che trasportano l' 80% dell' energia prodotta, saranno assorbiti in un "mantello", posto intorno al nocciolo del reattore stesso, contenente litio ( Li ), che si trasforma in trizio ed elio secondo le reazioni:
(dove n* = neutrone lento)
Il litio naturale (di composizione 92.5% Li7, 7.5%
Li6) abbonda nelle rocce della crosta terrestre (30 parti su un milione
per unità di peso) ed è presente, in concentrazione minore, anche
negli oceani.
Il "mantello" di litio contribuisce insieme ad altri materiali a moderare
i neutroni.
(« precedente — paragrafo — prossimo »)