Цөмийн нэгдэл гэдэг нь хоёр хөнгөн атомын цөм нийлж, илүү хүнд цөм үүсгэж, энерги ялгаруулдаг процесс юм. Энэ бол нар болон бусад оддыг эрчим хүчээр тэжээж, асар их эрчим хүчний эх үүсвэрээр хангадаг үйл явц юм. Хүнд атомуудыг задалж энерги ялгаруулдаг цөмийн задралаас ялгаатай нь хайлмал нь эдгээр атомуудыг нэгтгэдэг. Fusion нь дэлхий дээр үүнийг хянаж, тогтвортой байлгах боломжтой бол цэвэр эрчим хүчний бараг хязгааргүй эх үүсвэрийг хангах боломжтой.
Хамгийн энгийнээр хэлбэл, цөмийн нэгдэл нь устөрөгч гэх мэт хоёр хөнгөн атомын цөмүүдийг нэгтгэж, гели шиг нэг хүнд атом үүсгэдэг. Үүссэн атом болон үлдэгдэл материалын масс нь анхны атомуудын массаас бага байна. Эйнштейний \(E = mc^2\) тэгшитгэлийн дагуу массын энэ алдагдал нь их хэмжээний энерги болж хувирдаг бөгөөд энд \(E\) нь үйлдвэрлэсэн энерги, \(m\) нь алдагдсан масс юм. \(c\) нь гэрлийн хурд юм.
Энэ процесс нь эерэг цэнэгтэй цөмүүдийн хоорондох цахилгаан түлхэлтийн хүчийг даван туулахын тулд маш өндөр температур, даралт шаарддаг. Байгалийн жамаар уусдаг нарны цөмд температур Цельсийн 15 сая хэмээс дээш халж, даралт нь асар их бөгөөд энэ нь бөөмүүд нэгдэх хангалттай ойртоход тохиромжтой нөхцлийг бүрдүүлдэг.
Хэд хэдэн төрлийн хайлуулж болох урвалууд байдаг бөгөөд тус бүр нь өөр өөр урвалж, бүтээгдэхүүнтэй байдаг. Хамгийн алдартай, судлагдсан урвалууд нь устөрөгчийн изотопуудыг агуулдаг: дейтерий ( \(D\) ) ба тритий ( \(T\) ):
Цөмийн нэгдлийн нөхцөлд цацраг идэвхт байдал, ялангуяа тритийтэй холбоотой урвалд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Тритиум нь устөрөгчийн цацраг идэвхт изотоп бөгөөд хагас задралын хугацаа нь ойролцоогоор 12.3 жил бөгөөд энэ нь цаг хугацааны явцад задарч, бета тоосонцор (электрон) ялгаруулж, тогтвортой гелий-3 болж хувирдаг. DT хайлуулах урвал нь их хэмжээний энергийг үр ашигтайгаар үйлдвэрлэдэг бөгөөд нейтроныг идэвхжүүлэх гэж нэрлэгддэг процессоор литийн ялгарсан нейтроныг илүү их тритиум үүсгэхэд ашиглаж болох тул онцгой сонирхол татдаг.
\( \textrm{Лити-6} + \textrm{нейтрон} \rightarrow \textrm{Тритиум} + \textrm{Гелий-4} \)Дэлхий дээр хяналттай цөмийн хайлалтыг бий болгох нь үйл явцад шаардлагатай эрс тэс нөхцлийн улмаас бэрхшээлтэй байсан. Хоёр үндсэн арга барилыг баримталж байна:
Цөмийн нэгдэл нь эрчим хүчний бараг хязгааргүй, цэвэр эх үүсвэрийг амлаж байна. Чулуужсан түлшнээс ялгаатай нь хайлуулах нь хүлэмжийн хий болон урт наслах цацраг идэвхт хаягдлыг үүсгэдэггүй. Хайлуулах түлш болох дейтерийг далайн уснаас гаргаж авах боломжтой бөгөөд энэ нь бараг хязгааргүй бөгөөд тритий нь харьцангуй элбэг байдаг литигээс гаргаж авах боломжтой юм. Техникийн болон шинжлэх ухааны сорилтуудыг даван туулж чадвал хайлуулах нь дэлхийн эрчим хүчний үйлдвэрлэлд ихээхэн нөлөөлж, тогтвортой, нүүрстөрөгчийн саармаг ирээдүйг бий болгоход хувь нэмэр оруулах болно.
Цөмийн нэгдэл нь эрчим хүчний тогтвортой шийдлийг эрэлхийлэхэд хүн төрөлхтний ололт амжилтын оргил үе юм. Нар үндсэндээ хайлалтыг хялбархан гүйцэтгэдэг ч хяналттай нөхцөлд дэлхий дээр энэ үйл явцыг давтах нь өнөө үеийн шинжлэх ухаан, инженерийн хамгийн том сорилтуудын нэг хэвээр байна. Хайлмал энергийг амжилттай хөгжүүлснээр цэвэр, аюулгүй, шавхагдашгүй эрчим хүчний эх үүсвэрийг эрэлхийлэхэд чухал үе шат болж, бид дэлхийгээ хэрхэн эрчимжүүлж байгааг өөрчлөх болно.
