Пучок плюс плазма
Сама по себе по сравнению с энергией ускоренного ядра она невелика, но все дело в количестве таких актов.
Для того чтобы произошла ионизация, достаточно налетающему ядру пройти где-либо внутри атома. Размеры атома обычно около Ю-10 м, значит сечение ионизации будет около 10~20 м2. Как мы видели выше, сечение реакции ядерного синтеза значительно меньше — что-то около чО-20 м2. Это значит, что вероятность ионизации примерно в 108 раз выше, чем вероятность ядерной реакции. Следовательно, на каждую реакцию ядерного синтеза, в которой освобождается энергия, скажем, в 20 МэВ, будет приходиться 10 актов ионизации и будет затрачено 4 ГэВ энергии. Поэтому реактор, по схеме пучок ядер плюс мишень получается весьма убыточным — он сможет производить в 200 раз меньше энергии, чем затрачено.
Попробуем все-таки спасти идею. Раз все дело в ионизции — давайте уберем ионизацию! Возьмем мишень из уже ионизованных атомов. (Про вещество, находящееся в таком состоянии, говорят, что оно находится в виде плазмы.) Ну значит, возьмем в качестве мишени для пучка ускоренных ядер плазму. Что тогда?
В плазме потерь энергии на ионизацию не будет. Но это, к сожалению, не единственный вид потерь. Быстрое ядро, двигаясь в плазме, будет терять энергию при упругих соударениях с заряженными частицами, из которых состоит плазма,— электронами и ионами. При этих соударениях энергия налетающего ядра будет переходить к частицам плазмы и нагревать их.