Можно, конечно, разогнать ядра, например дейтерия, с помощью того или иного ускорителя и направить их на мишень, содержащую эти же или какие-либо другие ядра. Однако такой метод, при огромном его научном значении, не годится для производства ядерной энергии, так как количество быстрых ядер, получаемых таким способом, невелико и к тому же шансы попасть в ядра мишени очень уж малы. Из многих тысяч ядер-«снарядов» лишь одно испытывает лобовое столкновение с ядром мишени, ведущее к образованию более тяжелого ядра. В результате выход энергии оказывается ничтожным по сравнению с колоссальными затратами ее.
Как разогнать одновременно большое количество атомных ядер? Можно, оказывается, воспользоваться вечным тепловым движением частиц вещества. Тепловым движением называют непрерывное и беспорядочное по направлению и скорости движение частиц вещества (молекул, атомов, атомных ядер, электронов и т. д.). Известно, что скорость частиц в этом движении растет с температурой, и поэтому, нагревая какое-либо вещество, в принципе возможно сообщить его частицам такие же большие скорости, как и в ускорителе. Сталкиваясь в силу теплового движения друг с другом, частицы смогут в этом случае преодолевать силы электрического отталкивания и соединяться. Какие же температуры необходимы для этого?
При обычных температурах, при которых мы живем, средняя скорость теплового движения молекул азота воздуха, например, составляет 0,5 км/сек, водорода — около 1,8 км/сек. При таких скоростях сближение частиц до слияния их ядер невозможно, так как имеющейся энергии недостаточно для преодоления сил электрического отталкивания. Чтобы преодолеть это отталкивание, необходимы значительно более высокие скорости.
Температуры, измеряемые десятками и даже сотнями тысяч градусов, тоже еще не дают нужных скоростей. И только при температурах в несколько миллионов градусов, когда средние скорости ядер водорода достигают нескольких сот километров в секунду, отдельные столкновения наиболее быстрых из них заканчиваются слиянием их. Наконец, при температуре в десятки миллионов градусов уже многие столкновения между ними ведут к ядерным превращениям. Еще более высокие температуры потребуются для осуществления слияния атомных ядер более тяжелых элементов.
При сверхвысоких температурах атомы легких элементов (водород, гелий, литий и т. д.) оказываются полностью ионизированными, их ядра лишены обычно окружающей их электронной оболочки и существуют, так сказать, в «голом» виде. Ядра и вырванные из атомов электроны образуют своеобразный
