Ядро атома гелия, состоящее из двух протонов и двух нейтронов, можно образовать из ядер двух изотопов во­дорода — тяжелого водорода 1дейтерия²) и сверхтяже­лого 1трития³), строение которых показано на рис. 22. Сблйжаясь, ядра дейтерия и трития попадают в сферу действия мощных сил ядерного притяжения. Эти силы связывают два нейтрона и два протона в устойчивую си­стему, представляющую собой ядро атома гелия. При этом один лишний нейтрон выбрасывается с огромной скоростью. В процессе образования ядра гелия ядерные силы совершают значительную работу, которая затрачи­вается на увеличение кинетической энергии взаимодей­ствующих частиц. Избыточная энергия, возникшая за счет ядерных сил, отдается в окружающую среду путем выбрасывания нейтрона, а также посредством излучения, подобно тому, как отдает свою энергию остывающее тело. При термоядерных реакциях выделяется энергия при­мерно в 10 раз большая, чем при реакциях деления ядер тяжелых элементов (на единицу реагирующего веще­ства).

Рис. 22 Схема изотопов водорода

   Необходимо, однако, указать на важную особенность реакции соединения легких ядер. Цепная реакция деле­ния ядер тяжелых элементов, медленно развивающаяся с регулируемой скоростью (в урановых котлах) или с мгновенной скоростью, приводящей к взрыву (в атом­ной бомбе), начинается при обычных нормальных усло­виях и не требует повышения температуры или давления. Реакция же соединения ядер легких элементов может протекать только при очень высоких температурах, изме­ряемых миллионами и даже десятками миллионов граду­сов. Это обусловлено тем, что только при таких сверхвы­соких температурах движение частиц (в частности ядер) становится настолько быстрым, что обеспечивает сильные взаимные удары ядер, при которых возможно непосред­ственное соединение их. Таким образом, здесь имеет зна­чение предварительное сильное нагревание вещества. По- гречески теплота обозначается словом «термос». Вот по­чему эти реакции получили название термоядерных, т. е. реакций, протекающих при очень высоких температурах. Высокие температуры нужны для того, чтобы обеспечить большие скорости движения ядер реагирующих веществ, например дейтерия и трития, необходимые для преодо­ления огромных сил электрического отталкивания между ними.

    Отсюда и вытекает первая особенность термоядерных реакций, заключающаяся в том, что единственным из­вестным источником получения указанных сверхвысоких температур на земле может быть только взрыв атомной бомбы. Поэтому обязательной составной частью, напри­мер, водородной бомбы, основанной на использовании термоядерной реакции, является атомная бомба.

   Вторая особенность термоядерных реакций состоит в том, что энергия при взрыве водородной бомбы выде­ляется мгновенно. Осуществить регулируемую термоядер­ную реакцию, протекающую медленно, подобно цепной реакции деления ядер тяжелых элементов в урановых котлах, пока еще не удается.