, называемый физиками
плазмой, с очень высокой плотностью (порядка нескольких десятков граммов на кубический сантиметр). Все частицы этой плазмы движутся с огромными скоростями и часто сталкиваются между собой. То, что ядра водорода и других легких элементов в этих условиях «голые», весьма облегчает их слияние при столкновениях.
Таким образом, температуры в десятки миллионов градусов оказываются достаточными для соединения наиболее легких ядер. Реакции соединения легких ядер в более тяжелые, происходящие при сверхвысоких температурах, называются термоядерными реакциями. Термоядерные реакции — это реакции синтеза, то есть образования относительно тяжелых и сложных ядер из более простых и легких.
Теорию термоядерных реакций ученые стали разрабатывать еще задолго до искусственного осуществления этих реакций на Земле. Это было предпринято с целью объяснить происхождение солнечной и звездной энергии. Известно, что Солнце и звезды излучают огромное количество энергии. Солнце, например, излучает столько энергии, сколько ее можно получить при сжигании каждую секунду около 13 000 000 млрд. т каменного угля. Казалось бы, что, теряя так много энергии, Солнце давно должно было бы остыть. Но оно не остывает и светит вот уже несколько миллиардов лет. В связи с этим и было выдвинуто предположение о том, что на Солнце и в звездах происходят термоядерные реакции, конечным результатом которых является образование гелия из водорода. Сопоставление расчетных данных с результатами прямых наблюдений за Солнцем, проводимых астрономами и физиками, позволяет считать в настоящее время, что такое предположение является, по-видимому, правильным.
В центре Солнца, по современным данным, температура равна 13 млн. градусов (а не 20 млн., как считалось раньше), давление — 100 млрд. атмосфер. Плотность вещества при таком давлении достигает колоссальной величины: 70–100 г/см>3, причем около 80% вещества по весу приходится на долю водорода, а из более тяжелых элементов преобладает гелий, имеется также и углерод. Таким образом, условия, необходимые для протекания разных термоядерных реакций, на Солнце имеются.
Первый возможный путь образования гелия из водорода на Солнце — это так называемый протонно-протонный цикл. Цикл — это в данном случае цепочка из нескольких ядерных реакций, последовательно протекающих одна за другой. Вначале происходит слияние двух протонов (р); в результате образуется дейтрон (D
