^۳He(d,P)⁴He

۲.۹۳×۱۰^-۱۲

P_⁶Li

P+⁶₃Li→^۴_۲He+³₂He

^۶Li(p,x)³He

۶.۴۴×۱۰^-۱۳

P_¹¹B

P+¹¹₅B→۳(^۴_۲He)

^۱۱B(p,2x)⁴He

۱.۳۹×۱۰^-۱۲

واکنش D-T دارای بیشترین سطح مقطع می­باشد، مقدار بیشینه سطح مقطع آن ۵ بارن ^[۵] برآورد شده است[۸].
(۱-۱)
واکنش همجوشی قابل دسترس دیگر، در برگیرنده­ی هسته­ی دوتریم به عنوان سوخت است:
(۱-۲)
این نمایش نشان می­دهد که واکنش D+Dاز طریق دو کانال واکنش متمایز، همجوشی می­ کند که تقریبا با احتمال­های برابر صورت می­گیرد. سطح مقطع برای هریک از آن­ها حدود ۱۰۰ مرتبه کوچکتر از واکنشD-T است از این دو واکنش در می­یابیم که خواص واکنش D-T مطلوب­تر از خواص واکنش D-D است [۹].
(( اینجا فقط تکه ای از متن درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت nefo.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. ))

همچنین ممکن است دوتریم، با محصول­های واکنش تریتیوم و هلیوم-۳ همجوشی کند که افزون بر معادله‌ی (۱-۱)، داریم:
(۱-۳)
واکنش همجوشی یاد شده، در برگیرنده­ی دوتریم و همچنین هسته­های سبک دارای جرم بیشتری هستند. از مزایای این واکنش نسبت به D-D می­توان به سوختی رادیواکتیو نبودن و یک واکنش نوترونیک بودن اشاره کرد. به عبارت دیگر در مسیر واکنش همجوشی هیچ نوترونی تابش نمی­کند، در نتیجه تابش نوترون به طور چشمگیری کاهش می­یابد که می ­تواند به معنای یک محافظ خیلی ارزان برای راکتور استفاده شود؛ زیرا تابش­های نوترونی باعث تخریب دیواره راکتور می­شوند [۱۰]. قله­ی آهنگ واکنش برابر با  ۵۸ است. اما تولید هلیوم -۳ بسیار سخت است، در حال حاضر می­توان آن را محصولی از راکتور­های شکافت^[۶] دانست، زیرا تریتیوم تولید شده در راکتورهای شکافت به طور طبیعی بعد از مدتی به هلیوم ۳ واپاشی می­ کند.
اگر این شکل ادامه یابد، برای واکنش هسته­ای  ، تعداد زیادی کانال­های واکنش مشخص شده است:
(۱-۴)
واکنش­های هسته­ای که درگیر هسته­های سبک، مانند پروتون، می­باشند ممکن است مطابق فرایند­های زیر روی دهد [۱۱]:
(۱-۵ الف)
(۱-۵ ب)
(۱-۵ ج)
و همچنین دیگر واکنش­های مبتنی بر  و  ، عبارتند از:
(۱-۶)
(۱-۷)
(۱-۸)
نمایش فیزیکی واکنش­های همجوشی، تنها بررسی­های لازم برای تعیین و گزینش آن، به عنوان سوخت راکتور همجوشی نیست بلکه بررسی­های دیگری در برگیرنده­ی قابل دسترس بودن سوخت­های همجوشی، سختی در نگهداری و دانسیته­ی میزان واکنش کافی، نیز لازم می­باشد.
تاکید بر دیگر نکات واکنش­های همجوشی یاد شده، ضروری است. در هر حالت، کسرهای مختلف از مقدار  واکنش، در شکل انرژی جنبشی ذرات باردار و نوترون­های خنثی باقی می­ماند، در نتیجه ایده­ یک راکتور همجوشی پایه گذاری شده با بازده بالا؛ تبدیل مستقیم انرژی ذرات باردار، به ویژه برای واکنش­هایی که کسر بزرگتری از مقدار  آنها در شکل انرژی جنبشی باردار باقی می­ماند، مناسب به نظر می­رسد. این نکته به طور ویژه­ای مورد توجه است؛ چرا که نوترون­هایی که به عنوان محصول واکنش همجوشی پدیدار می­شوند، به گونه­ تغییر ناپذیری به محصولات رادیو اکتیو در مواد مهارکننده قلب همجوشی کمک می­ کنند.
کمیتی مهم در ارتباط با واکنش‌های هسته‌ای، سطح مقطع واکنش است که به صورت احتمال برهم‌کنش هر جفت از ذرات، تعریف می‌شود. برای وقوع واکنش همجوشی، دو هسته‏ی باردار مثبت باید با غلبه بر نیروی دافعه‏ی کولنی، با هم برخورد کنند. تابع پتانسیل دافعه‏ی کولنی به صورت زیر است:

که Z₁ , Z₂، عدد اتمی هسته‌های برهم‌کنش کننده می‌باشد.
نیروی دافعه‏ی کولنی در فاصله‏ بیشتر از مجموع شعاع دو هسته برقرار است. شعاع دو هسته از رابطه‏ زیر بدست می‏آید:

که A₁,A₂ اعداد جرمیِ هسته‌های برهم‌کنش‏ کننده هستند.
شکل۱-۲ نشان­دهنده انرژی پتانسیل برحسب فاصله‏ دو هسته‏ باردار می‌باشد که با انرژی مرکز جرم به هم نزدیک می‏شوند و نشان‏دهنده‏ چاه هسته‏ای، سد کولنی و نقطه‏ی بازگشتی کلاسیکی است.
شکل ۱-۲- انرژی پتانسیل بر حسب فاصله‏ی دو هسته‏ی باردار که با انرژی مرکز جرم به هم نزدیک می‏شوند [۱۱].
در فاصله‏ی r <r_n، دو هسته تحت تأثیر نیروی جاذبه‏ی هسته‏ای قرار می‏گیرند که با چاه پتانسیل به عمق  ، مشخص می‌شود. با بهره گرفتن از معادلات می‏توان ارتفاع سد پتانسیل را پیدا کرد:

بر طبق مکانیک کلاسیک، فقط هسته‌هایی با انرژی بیشتر از این مقدار می‏توانند بر سد کولنی غلبه کرده و با هم برخورد کنند و هسته‌هایی با انرژی نسبی (  ) کمتر از  ، می‏‏توانند تا نقطه‏ی بازگشت کلاسیکی به هم نزدیک شوند. ولی در مکانیک کوانتومی، واکنش همجوشی بین دو هسته با انرژی کمتر از سد کولنی، نیز ممکن است؛ چون تونل‏زنی از سد کولنی مجاز است. پارامترهای دخیل در برهم‌کنش بین پرتابه و هدف، سطح مقطع واکنش و واکنش‏پذیری هستند.
ایده‌های راکتور همجوشی
انواع روش­های محصورسازی مورد استفاده در راکتورهای همجوشی هسته‌ای، همجوشی از طریق محصورسازی اینرسی، همجوشی از طریق کاتالیزور میون و محصورسازی از طریق محبوس کردن مغناطیسی می‏باشند که هدف هر سه روش، برآورده ساختن معیار لاوسون می‌باشد. محصورسازی لختی، فرایند نگهداری پلاسما را در چگالی‏های بالا و در زمان کوتاه انجام می‏دهد و محصورسازی مغناطیسی، پلاسما را در چگالی‏های پایین، در زمان نسبتاً طولانی محصور می‏سازد و روش کاتالیز میون در دماهای معمولی رخ می‌دهد [۱۲].
۱-۵-۱- همجوشی هسته­ای کنترل شده توسط لختی(ICF)^[7]
زمان محصورسازی در محصورسازی لختی خیلی کوتاه است. در نتیجه برای داشتن نرخ واکنش همجوشی بیشتر، نیازمند چگالی بالای پلاسما هستیم. در این روش، سوخت با بهره گرفتن از نیروهای قوی بیرونی، باید تا ۱۰۰۰ برابر چگال‌تر از حالت جامد فشرده شود.
کپسول با بهره گرفتن از پرتوهای محرک که از اطراف سطح خارجی آن تابیده می‌شود، متراکم می‌گردد. در محصورسازی به روش لختی، از روش‌های مختلفی برای تراکم کپسول استفاده می‌شود. در هر کدام از این روش‌ها سعی بر آن است که نسبت انرژی خروجی به انرژی ورودی را بالا ببرند. نوع پرتوهای محرک که برای تراکم کپسول استفاده می‌شود، عامل اصلی بالا و پایین بردن بهره انرژی در ICF می‌باشد. از پرتوهای لیزرهای پر توان پالسی، باریکه‌هایی از ذرات باردار نظیر یون‌های سنگین، یون‌های سبک و باریکه‌های الکترونی برای متراکم نمودن کپسول‌ها می‌توان استفاده کرد. این پرتوهای محرک که بصورت پالس‌هایی با توانW‌ ۱۰^۱۴ تهیه می‌شود، دارای بهره انتقال انرژی متفاوتی به کپسول هستند. پرتوهای لیزری و باریکه‌های یون سنگین نسبت به سایر پرتوهای محرک به علت بهره بالاتر جذب انرژی در کپسول‌ها مورد توجه بیشتری قرار گرفتند. در طراحی کپسول‌های سوخت هر دو روش پرتوهای محرک لیزری و باریکه‌های یون سنگین مورد بررسی قرار گرفته است [۱۳, ۱۴].