ما هو الاندماج النووي؟
تفاعل الاندماج النووي (يعرف أيضا بالـ تيرمونووي) هو، بالإضافة إلى الانشطار، أحد أهم أنواع التفاعلات النووية التطبيقية.
يتم تفجير نوع من القنابل الانشطارية داخلية الانفجار. وهذه هي المرحلة الأولية. وإذا تم وضع كمية صغيرة من غاز الديوتيريوم/التريتيوم داخل نواة المرحلة الأولية، فسيتم ضغطها أثناء الانفجار وسيحدث تفاعل اندماجي نووي؛ وستتسبب النيوترونات المنبعثة من هذا التفاعل الاندماجي في حدوث انشطار إضافي في البلوتونيوم-239 أو اليورانيوم-238 المستخدم في المرحلة الأولية. ويطلق على استخدام الوقود الاندماجي النووي لتحسين فعالية التفاعل الانشطاري التعزيز. ومن دون التعزيز، سيظل جزء كبير من المادة الانشطارية غير متفاعل، فقد بلغت درجة فعالية قنابل الولد الصغير (Little Boy) والرجل البدين (Fat Man) نسبة 1.4% و17% على التوالي نظرًا لأنهما لم تكونا معززتين. يتم نقل الطاقة المنبعثة في المرحلة الأولية إلى المرحلة الثانوية (أو الاندماج النووي). إلا أن الآلية الدقيقة التي تجعل هذا يحدث غير معروفة. وتقوم هذه الطاقة بضغط الوقود الاندماجي النووي وشمعة الاحتراق؛ وتصبح شمعة الاحتراق كتلة حرجة وتخضع لتفاعل تسلسلي انشطاري، مما يتسبب في زيادة تسخين الوقود الاندماجي النووي المضغوط إلى درجة حرارة مرتفعة بما يكفي لإحداث الاندماج، وكذلك توفر النيوترونات التي تتفاعل مع الليثيوم لتكوين التريتيوم اللازم للاندماج. وبوجه عام، فإن زيادة الطاقة الحركية للجزيئات الغازية التي تحتوي عليها كتلة محدودة ستؤدي إلى زيادة كل من درجة الحرارة والضغط (انظر قوانين الغازات). قد يُحاط الوقود الاندماجي النووي الخاص بالمرحلة الثانوية بـاليورانيوم المنضب أو اليورانيوم الطبيعي، والذي يكون فيه اليورانيوم-238 (U-238) غير قابل للانشطار ولا يمكنه تحمل تفاعل تسلسلي، إلا أنه يكون قابلا للانشطار عند قصفه بـالنيوترونات عالية الطاقة الصادرة عن الاندماج النووي في المرحلة الثانوية. وتوفر هذه العملية ناتجًا كبيرًا من الطاقة (يساوي نصف إجمالي الناتج في القنابل الكبيرة) إلا أنها لا تعتبر "مرحلة" ثالثة. فالمراحل الثالثة عبارة عن مراحل اندماج نووي إضافية (انظر أدناه)، ولم يتم استخدامها إلا في حالات نادرة، وفي أكثر القنابل التي تم تصنيعها قوة على الإطلاق.