II.

核融合反応

核融合反応としては、質量の小さい水素の同位体である重水素(ジュウテリウム、²HまたはD)と三重水素(トリチウム、³HまたはT)を融合させて⁴He(ヘリウム4：→ ヘリウム)と中性子(n)をつくるDT反応が、低い温度(最大7億°C)で反応するため比較的容易で、とりだせるエネルギーも大きいとして、もっとも有力視されている。

D + T → 4He + n + 17.8 MeV

ほかに、重水素どうしから ³He(ヘリウム3)と中性子、あるいはトリチウムと陽子(p)をつくるDD反応や、重水素と ³Heから ⁴Heと陽子をつくるD-³He反応があるが、これらの場合、トリチウムという放射性物質の取り扱いがむずかしく、中性子の発生がさけられない(D-³He反応でも、DD反応が同時におこるため、中性子が発生する)。

D + D → ³He + n + 3.27 MeV
D + D → T + p + 4.03 MeV
この2つの反応は、ほぼ同じ確率でおこる。そして、生成された³HeとTとが反応する。
D + ³He → ⁴He + p + 18.4 MeV
D + T → ⁴He + n + 17.8 MeV

中性子が発生せずに放射性物質の関与しない核融合としては、陽子と¹¹B(→ ホウ素)から ⁴Heを3つつくるP-B反応などがあるものの、反応率が最大となる温度が25億°Cと高く、実現性は低い。

p + 11B → 3 (4He) + 8.68 MeV