تدريبات فيزيائية



مخطط النشاط الإشعاعي المركب
الإنحلال المتعاقب
في هذا النوع من الإنحلال تنحل النواة الأصل (الأم) إلى النواة الوليدة التي تنحل بدورها إلى نوع ثالث وهي النواة الحفيدة (Grand Daughter) ، ويكون معدل تكوين الذرة الوليدة يساوي محصلة الفرق بين تكوينها ومعدل إنحلالها، أي أن:
dN/dt = λ1N1 – λ2N2                                                 
حيث أن N1 و N2 هي عدد ذرات الأصل والوليدة و λ1 و λ2 ثوابت إنحلالهما على التوالي ويكون حل المعادلة كالتالي:
N2 = λ1/(λ2 – λ1) N01 (e-λ 1t – e-λ 2t) + N02 e-λ 2t                           
حيث أن N1 و N2 هي كمية النواة الأصل والوليدة على التوالي عند زمن t = 0 .
يبين الحد الأول من هذه المعادلة كيفية تغير عدد النوى الوليدة مع الزمن نتيجة لتكوينها وإنحلالها اللاحق. في حين أن الحد الثاني يبين إنحلال تلك النوى الوليدة الموجودةعند t = 0 .
وعندما تكون النواة الأصل نقية فإن N02 عند t=0 وتصبح N02 e-λ2t = 0 وتصبح المعادلة كالتالي:
N2 = λ1/(λ2 - λ1) N01 (e-λ 1t – e-λ 2t)                                              
N2 عدد ذرات الوليدة عند زمن t وبتطبيق هذه المعادلة تعطي ثلاث حالات وهي:
الحالة الأولى: الإتزان العابر Transient Equilibrium
عندما يكون عمر النصف للنواة الوليدة أقل من عمر النصف للنواة الأم أي أن:
T1/2 Parent > T1/2 Daughter                                                          
T1/2 (1) > T1/2 (2)                                                                        
تصبح:
λ1 <  λ2        or       λ2 > λ1                                                         
بعد مرور زمن كاف t2 تصبح e-λ2t صغيرة بالنسبة e-λ1t  ويمكن إهمالها وتصبح المعادلة بالصورة:
N2 = N01 e-λ 1t λ1/(λ2 – λ1)                                                         
N2/N1 = λ1/(λ2 – λ1)                                                                   
إذا نسبة عدد الذرات الوليدة إلى عدد الذرات الأم = مقدار ثابت
وبما أن النشاط الإشعاعييساوي
N2λ2/N1λ1 = λ2/λ1 x λ1/(λ2 – λ1)                                                  
A2/A1 = λ2/(λ2 – λ1)                                                                   
إذا معدل إنحلال النواة الأصل إلى معدل إنحلال النواة الوليدة مقدار ثابت أي أن هناك إتزان بين النشاط الإشعاعي للوليد والأصل.
يوضح الشكل (2-9) العلاقة بين لوغاريتم النشاط الإشعاعي والزمن في الإتزان العابر، حيث يتضح أن النشاط الإشعاعي يزداد بزيادة الزمن.



العلاقة بين لوغاريتم النشاط الإشعاعي والزمن في الإتزان العابر.

ويسمى هذا الإتزان بالإتزان العابر حيث أن النشاط الإشعاعي للوليدة ينمو حتى يفوق النشاط الإشعاعي للوالدة وبعد ذلك يصبح معدل النشاط الإشعاعي للوليدة إلى معدل النشاط الإشعاعي للأصل يساوي مقدار ثابت. ويمكن حساب الزمن اللازم للوليدة ليكون نشاطها الإشعاعي أعلى قيمة λmax من المعادلة:
Tmax = 1/(λ2 –λ1) ln λ2/λ1                                                         
        β-    
(_  56^140)Ba                           (_57^140)La                          (_56^140)Ce  (Stable)
T1/2(1)   =   12.8 day            T1/2(2)  =  40 hours        

        β            β
95Zr                       95Nb                        95Mo (stable) 
        515d                                64d
        β-         β-
88Kr                        88Rb                           88Sr  (Stable)
        20min      2h                           

الحالة الثانية: حالة الإتزان المديد Seculer Equilibrium
عندما يكون عمر النصف للوالدة (النواة الأصل) أكبر بكثير من عمر النصف للوليدة أي أن:
T1/2 (1)  >>>  T1(2)                                                
i.e.      λ2   >>>   λ1                                                                                       
فإذا كانت                                                        0   λ1
إذا:
e-λ 1t  =  1                                                               
and     λ2  -  λ1       λ2                                                                                
وبالتالي:
N2  =  λ1/(λ2 – λ1) N01 (e-λ 1t – e-λ 2t)                            
                        (λ2 – λ1)  λ2          ,           e-λ 2t  =  0                               
N2  =  λ1/λ2  N01 e-λ1t                                                                                  
N2  =  λ1/λ2 N1                                                                  
N2λ2  =  N1λ1                                                               
A1  =  A2                                                                     
أي أ، النشاط الإشعاعي للوالدة يساوي النشاط الإشعاعي للإبنة وهذا يعني أن الوليدة تتحلل بنفس معدل تكوينها. كما هو واضح في الشكل (2-10).











العلاقة بين لوغاريتم النشاط الإشعاعي والزمن في الإتزان المديد.

ومن أمثلة هذا النظام (الإتزان):
        γ     
137Cs                             137Ba                              137Ba (Stable)                           
        26min      30 y
        β                β-  
9038Sr                            9039Y                                9040Zr                                         
        64 h 28.1 y

الحالة الثالثة: اللاإتزان Non Equilibrium
  عندما يكون عمر النصف للوليدة أكبر من عمر النصف للوالدة (الأصل) في هذه الحالة يزداد نشاط الوليدة إلى قيمة أعلى وتنحل بعدها بثابت إنحلال خاص بها، أما الوالدة فتتفكك بسرعة وتنتهي بعد زمن معين وتبقى الوليدة.
T1/2 (1)  <  T1/2 (2)                                                        
Ie    λ1  >  λ2                                                                
مثال ذلك:
α
21884Po                            21492Pb                                             
T1/2 (1)  =  3 min   ,      T1/2 (2)  =  26.8 min                            التالي العلاقة بين النشاط الإشعاعي والزمن في حالة اللاإتزان.




العلاقة بين النشاط الإشعاعي والزمن في اللاإتزان.
مسائل:
1-إحسبي الوزن بالجرام للرصاص 214 الناتج عن تحلل واحد كيوري راديوم، علما بأن عمر النصف للرصاص 214 هو 26.8 دقيقة.
2-في الإنحلال المتسلسل التالي
            
144Ce                             144Pr                             144Nd                             
        17.5 min  282 d
ما هو وزن 144Pr لكل جرام من 144Ce حينما يصل إلى حالة الإتزان المديد؟
1.3. التفاعلات النووية
يتم التفاعل النووي بين نواة العنصر، وتسمى الهدف وجسيم له طاقة حركة يسمى القذيفة هذا الجسيم إما أن يكون ذات شحنة كبيرة مثل البروتون p ، الديوترون d ، جسيم ألفا α . أو أن يكون متعادل مثل النيوترون n وتتحد القذيفة باهدف ليكونا النواة المركبة التي تتفكك لتعطي نواتج التفاعل التي تعتمد على طاقة القذيفة.
النواة المركبة:
ذكر بوهر أن القذيفة تفقد جزءا من الطاقة الحركية أثناء التصادم الأول مع النيوكليونات داخل النواة، وتلتصق بالنواة وتكونىالنواة المركبة وتعمل طاقة الحركة للقذيفة مع كمية الطاقة الناتجة لربط هذه القذيفة داخل النواة على إثارة النواة المركبة التي تتفكك بعد وقت قصير يبلغ حوالي 10-14 من الثانية. فعندما بحدث عدد كبير من التصادمات بين النيكليونات يكتسب أحد هذه النيوكليونات طاقة كافية للسماح بالهروب من طاقة الإثارة للنواة المركبة بكمية مساوية لطاقة الربط لهذا النيوكليون. فإذا كانت طاقة الإثارة للنواة المركبة ما زالت عالية (أكبر من طاقة الربط للنيوكليون) فإن نيوكليون آخر يقذف من النواة، أما إذا كانت طاقة الإثارة أصغر من طاقة الربط للنيوكليون فإن الطاقة الزائدة تخرج في صورة أشعة جاما.




): التفاعل النووي.

2.3. أنواع التفاعلات النووية
تختلف التفاعلات النووية بإختلاف القذيفة فإما تكون القذيفة نيوترون أو بروتون أو ديوترون أو جسيم ألفا.
أولا: التفاعلات النووية بالنيوترونات:
هناك نواتج تفاعل مختلفة للتفاعل النووي بالنيوترونات وهذا الإختلاف ناتج عن إختلاف لطاقة النيوترون التي بدأ بها التفاعل.
        تفاعل نيوترون- جاما (n,γ) Reaction
يتم هذا التفاعل عندما تكون سرعة النيوترونات منخفضة مثل التفاعل التالي:
27Al13  +  10n              [2813Al  +   γ]                                                  
وفي هذا التفاعل يكون الناتج نظير للعنصر المتفاعل.
        تفاعل نيوترون- بروتون (n,p) Reaction
في هذا التفاعل يتحد البروتون بالكترون من الوسط المحيط بالنواة ويتحول البروتون إلى ذرة هيدروجين مثل التفاعل التالي:
147N  +  10n                [157N]                146C   +    11H                                 
        تفاعل نيوترون – ألفا (n,α) Reaction
في هذا التفاعل يجب أن تكون سرعة النيوترون عالية. مثل:
2713Al   +  10n                       [2713Al]+                      2411Na   +   42He           
        تفاعل نيوترون- نيوترون (n,n) Reaction
يتم هذا التفاعل عندما تكون طاقة النيوترون ما بين 100 كيلو إلكترون فولت إلى بضعة ميجا إلكترون فولت
(100 Kev – few Mev)  وفي هذا التفاعل تكون طاقة النيوترون الخارج أقل من طاقة النيوترون الداخل (القذيفة) وتترك النواة في حالة إثارة تصل بعدها إلى حالة الإستقرار بإنبعاث أشعة جاما، والنواة الناتجة هي عبارة عن النواة المتفاعلة.
        تفاعل نيوترون – 2 نيوترون (n,2n) Reaction
يحتاج هذا التفاعل نيوترون ذو طاقة عالية تكفي للتغلب على طاقة الربط للنيوترونين ويكون الناتج في هذا التفاعل هو عبارة عن نظير للنواة المتفاعلة ذات وزن ذري أقل من الوزن الذري للمادة المتفاعلة بواحد مثل التفاعل التالي:
2713Al  +  10n (fast)                            2613Al   +  2 10n                             
        تفاعل النيوترون الذي يؤدي إلى الإنطار النووي Fission Reaction
هو تفاعل بين نيوترونات سريعة أو بطيئة مع الأنوية الثقيلة Z > 92 وينتج عم هذا التفاعل عدد من النيوترونات ونواتين متوسطتين وطاقة هائلة 200 Mev لكل إنشطار وسوف يتم التعرف عليه فيما بعد.

ثانبا: التفاعلات النووية بالبروتونات P- Reactions
تختلف التفاعلات النووية بالبروتونات تبعا فختلاف الطاقة الحركية للقذيفة (البروتون)، والبروتون عبارة عن نواة ذرة الهيدروجبن. ومن تفاعلات البروتون ما يلي:
        تفاعل بروتون – ألفا) Reaction  (p-α
  ينتج عن هذا التفاعل نواة مختلفة ونواة الهيليوم مثل:
2713Al  +  11H                       [ 2814Si]*                      2412Mg   +  42He                       
199F  +  11H                        [ 2010Ne]*                          168O   +  42He                       
        تفاعل بروتون – نيوترون (P,n) Reaction
يكون هذا التفاعل ماص للحؤاؤة دائما Endoergic ويرجع ذلك إلى أن مجموع أوزان المواد الناتجة أكبر من مجموع أوزان المواد المتفاعلة لأن وزن النيوترون أكبر من وزن البروتون مثال ذلك:
   188O   +  11H                     [199F]                        189F   +  10n                                
        تفاعل بروتون – جاما (P,γ) Reaction
في هذا التفاعل تخرج أشعة جاما بطاقة عالية كأحد نواتج التفاعل مثل:
   2713Al  +  11H                        [105B]*                     2814Si  +  γ                              
        تفاعل بروتون – ديوترون (P, d) Reactin
في هذا التفاعل يكون الناتج عبارة عن نظير للنواة المتفاعلة مثل:
94Be  +  11H                    [105Be]*                        84Be  +  21H                            
والديوترون هو عبارة عن الهيدروجين الثقيل الذي يحتوي على بروتون ونيوترون.

ثالثا: التفاعلات النووية بالديوترونات d- Reaction
يوجد ثلاثة أنواع من التفاعلات النووية بالديوترونات، ويتم إنتاج الديوترون بواسطة السيكلترون بطاقة عالية تصل إلى عدة ميجا إلكترون فولت ومن هذه التفاعلات ما يلي:
        تفاعل ديوترون – ألفا (d,α) Reaction
ويعتبر هذا التفاعل طارد للحرارة Exothermic ومن الأمثلة على هذا التفاعل ما يلي:
2713Al  +  21H                         [2914Si]*                          2512Mg  +  42He                 
168O  +  21H                           [188F]*                         147N  +  42He                       
        تفاعل ديوترون – بروتون (d,P) Reaction
يعتبر هذا النوع من التفاعل طارد للحرارة والنواة الناتجة من التفاعل عبارة عن نظير للنواة النتفاعلة مثل:
2311Na  +  21H                           [2512Mg]*                                      2411Na  +  11H                
3115P  +  21H                            [3316S]*                              3215P  +  11H                 
        تفاعل ديوترون – نيوترون (d,n) Reaction
من أمثلة هذا النوع من التفاعل ما يلي:
126C  +  21H                          [147N]*                                        137N  +   10n                        
94Be  +  21H                          [119B]*                           105B  +  10n                        

رابعا: تفاعلات ألفا α- Reaction
يوجد نوعين فقط من تفاعل ألفا يكون الناتج فيهما إما نيوترون أو بروتون وهما:
        تفاعل ألفا – نيوترون (α,n) Reaction
من أمثلة هذا النوع من التفاعل ما يلي:
2713Al  +  42He                           [3115P]*                                       3015P  +  10n              
2311Na  +  42He                          [2713Al]*                                     2613Al  +  10n            
        تفاعل ألفا – بروتون (α, P) Reaction
مثال هذا التفاعل ما يلي:
1713Al  +   42He                         [3115P]*                                       3014Si  +  11H             

خامسا: تفاعلات بأشعة جاما γ- Reaction
من تفاعلات أشعة جاما النووية تفاعل جاما – نيوترون (γ,n) Reaction ومن أمثلة هذا التفاعل:
94Be  +  γ                          [94Be]*                                    84Be  +  10n                  
3115P  +  γ                           [3115P]*                                       3015P  +  10n                  
وعندما تكون طاقة أشعة جاما عالية يمكن حدوث تفاعل جاما – بروتون (γ,P) Reaction .



3.3. الإنشطار النووي
تعريف الإنشطار النووي
هو عملية تفتت أو إنشطار نواة ثقيلة مثل نواة اليورانيوم إلى نواتين متقاربتين في الكتلة.
إكتشافه
    كان إكتشاف الإنشطار النووي نتيجة لمحاولة عمل عنصر له عدد ذري أكبر من 92 وذلك بواسطة تفاعل النيترون – جاما لنواة اليورانيوم ، ويصحبها تفكك النواة بواسطة –β . وفي عام 1934 م إقترح فيرمي Fermi قذف نواة اليورانيوم بواسطة نيوترون لإنتاج عنصر عدده الذري أكبر من 92. وخلال هذه المحاولة تم الحصول على كل من 14057La و  13956Ba في نواتج التفاعل. وقد تم تفسير ذلك بأن ذرة اليورانيوم إنشطرت إلى جزئين وهما ذرتين لعناصر متوسطة الوزن.
وإذا حدث هذا فعلا من وجود أنوية أوزانها الذرية في حدود 90 إلى 100 وعدد ذري في حدود 35.
وأستطاع هانز واستر اسمان أن يجدا عناصر مشعة وهي نظير الإسترانشيوم Z= 38 ونظير التيريوم Z= 39 وهذا الذي يحقق المطلوب لتحقيق نظرية الإنشطار. كما وجد نظير الكريبتون Z= 36 ونظير الزينون Z= 54 .
ولقد تم إنشطار نواة كل من 232Th, 238U, 235U وذلك بواسطة النيوترون والبروتون والديوترون وألفا وأشعة جاما وأشعة إكس ذات الطاقات المتوسطة. وقد أمكن حدوث الإنشطار في الأنوية الأخف مثل : البزموث والرصاص والذهب وذلك بقذيفة ذات طاقة عالية جدا تصل بين 50 إلى 450 مليون إلكترون فولت. وقد وجد أن أنوية العناصر التالية: 232U, 233U, 235U, 239Pu, 241Am, 242Am يمكن إنشطارها بواسطة نيوترونات بطيئة أو سريعة. أما العناصر 232Th, 231Pa, 238U فتحتاج إلى نيوترونات سريعة لإنشطارها ويخرج مع الإنشطار كمية هائلة من الطاقة حوالي 200 مليون إلكترون فولت لكل إنشطار وذلك لأن نواتج الإنشطار عبارة عن أنوية متوسطة الوزن لها قوة ترابط عالية أكثر من النواة الأم الثقيلة. وترجع أهمية الإنشطار النووي إلى كمية الطاقة الهائلة كما أن عدد النيوترونات الناتجة من الإنشطار أكثر من نيوترون تسبب سلسلة من الإنشطارات وقد وجد أن عدد النيوترونات الناتجة لكل نيوترون أمتص هي 1، 2 لليورانيوم- 235 و 3، 1 لليورانيوم -238 و 1،2 للبلوتونيوم-239.
4.3. نظرية الإنشطار (نموذج قطرة السائل)
     تم تفسير نظرية الإنشطار بواسطة العالم بوهر و ويلر Bohr and Wheeler وذلك بتطبيق نموذج قطرة السائل على النواة فأعتبروا أن النواة مثل قطرة السائل أي أن لها شكل كروي A ، هذا الشكل الكروي يعتمد على التوازن الذي يحدث بين قوة الشد السطحي ( قوة الترابط للنواة) وبين قوة التنافر الكولومية Coulomic Force فإذا أضفنا كمية طاقة إلى القطرة في صورة طاقة إثارة ناتجة عن إستقبال نيوترون ( مسك النيوترون بالنواة) فسوف يحدث ذبذبة في النواة تحاول تشويه الشكل الكروي وتميل لتصبح في الشكل B فإن قوة الشد السطحي تحاول أن تعيد النواة إلى شكلها الأصلي C ، في حين أن طاقة الإثارة تحاول تشويه الشكل الكروي مرة أخرى كما في الشكل D . فإذا كانت قوة الإثارة أكبر بقدر كاف تأخذ الكرة الشكل E (الدمبل) وتعمل قوة التنافر على إبعاد الناقوس عن الآخر F إلى أن تنقسم الدنبل إلى كرتين متشابهتين G.


): الإنشطار النووي. 

أما إذا كانت طاقة الإثارة غير كافية فإن الشكل D يمكن أن يرجع إلى الشكل الكروي مرة أخرى وتخرج كمية الطاقة (طاقة الإثارة) في صورة أشعة جاما.
23592U  +  10n             [23692U]*                     14156Ba  +  9236Kr  +  3 10n  +  Q               
حيث أن Q هي الطاقة المنطلقة في التفاعل ومصدرها النقص في الكتلة بين الجسيمات المتفاعلة والجسيمات الناتجة من التفاعل. ولقد وجد أن النقص في الكتلة يساوي 2154 وحدة كتلة ذرية. ويقابل هذا النقص في الكتلة تحول إلى طاقة تساوي 0.2154 x 931 = 200 Mev وهذه القيمة تفوق كمية الطاقة المنطلقة من الإحتراق بملايين المرات.
5.3. نواتج الإنشطار
نتيجة لإنشطار نواة اليورانيوم-235 ينتج عدد كبير من النظائر المشعة (الوليدة نتيجة الإنشطار) وهذه العناصر توجد دائما في وسط الجدول الدوري للعناصر أي أن مدى العدد الذري لنواتج الإنشطار يبدأ من Z= 30 للزنك إلى Z=65 للتربيوم. أما الأوزان الذرية بين الوزن الذري ونسبة وجود العناصر في نواتج الإنشطار.
يتضح من الشكل أن هناك قمتين واسعتي المدى حول الوزن الذري A= 95 و A= 138 وأقل ناتج للمواد المشعة عند وزن ذري 235/2 أي عندما تنشطر النواة إلى عنصرين متماثلين في الكتلة. وقد وجد أن مجموع أوزان النواتج لكل قمة يساوي 100% تقريبا.

العلاقة بين الوزن الذري ونسبة وجود العنصر في نواتج الإنشطار.

ووجد أن نواتج الإنشطار تحتوي على عدد كبير من النيوترونات ولذلك فإن معظمها يتفكك بواسطة β- وعندما يتفكك  ناتج الإنشطار بالإنبعاث المتتالي لجسيمات بيتا فيطلق عليه سلسلة التفكك الإنشطاري Fission decay chain وكل سلسلة تحتوي على ثلاثة عناصر على اللأقل مثل:
                    
14766Nd                               14761Pm                                   14762Sm                      
        4y    11d
6.3. الإندماج النووي
تعريفه:
الإندماج النووي عبارة عن إتحاد أو إندماج نواتين خفيفتين A≤ 8 لتكوين نواة ذات وزن ذري أكبر من النواة المندمجة مع خروج طاقة هائلة. وعملية الإندماج هي عكس عملية الإنشطار ولكن هناك عامل مشترك وهو إنتاج الطاقة، ففي الإندماج نجد أن طاقة الربط بالنسبة للنواة الكبيرة ( أي النواة بعد الإندماج) أكبر بكثير من طاقة الربط للأنوية الخفيفة المندمجة ( كما هو مبين في منحنى الطاقة) وهذا الفرق في الطاقة يخرج في صورة طاقة الإندماج كما أن النواة الناتجة في عملية الدمج أقل من مجموع كتل الأنوية الخفيفة المندمجة (المتفاعلة) وهذا النقص في الوزن يتحول إلى طاقة.
مما سبق يتبين أن طاقة الإندماج طاقة هائلة وهي عبارة عن فرق طاقة الربط + فرق الوزن الذي يتحول إلى طاقة.
هل يمكن إستخدام طاقة الإندماج في إنتاج القوى الكهربائية؟
إن الطاقة الصادرة من الشمس والنجوم المختلفة هي عبارة عن طاقة ناتجة من الإندماج النووي الذي يحدث داخل هذه الكواكب لذلك نجد أن درجة الحرارة داخل الشمس تصل إلى 108 أو مليون درجة كلفن. هذه الحرارة تساعد على تأين العناصر فتتحرك النواة في هذه البلازما ( البلازما عبارة عن نواة عادية+إلكترونات) فتتحرك النواة في هذه البلازما بسرعة عالية وعند التصادم يكون لها ميل شديد للإتحاد مع بعضها. وحينئذ تخرج كمية هائلة من الطاقة (تفاعل طارد للحرارة). ويسمى هذا التفاعل الذي يحدث في درجة حرارة عالية بالتفاعلالنووي الحراري Thermo Nuclear Reaction. وأكثر التفاعلات النووية الحرارية شيوعا في النجوم هي دورة بروتون – بروتون ودورة الكربون Proton- Proton Cycle & Carbon Cycle.
دورة البروتون – بروتون:
11H  +  11H                   21H  +  β-  +  γ  +  0.42 Mev                                
21H  +  11H                   32H  +  γ  +   5.49 Mev                                         
32H  +  32H                    42He  +  2 11H  +  12.86 Mev                              
دورة الكربون:
126C  +  11H                          137N  +  γ  +   1.95 Mev                               
137N  +  11H                         136C  +  β+  +  γ  +  1.26 Mev                        
136C  +  11H                         147N  +  γ  +  7.55 Mev                                 
147N  +  11H                          158O  +  γ  +  7.34 Mev                                
158O  +  11H                          157N  +  β-  +  γ  +  1.68 Mev                       
157N  +  11H                           126C  +  42He  +  4.96 Mev                           
الطاقة الكلية للتفاعل تساوي 24.68 Mev.
ولقد تمت دراسة تفعاعلات نووية حرارية في المعمل شملت نظائر الهيدروجين ( الديوتيريوم 2H والتريتيوم 3H ).
21H  +  31H                        42He  +  n  + 17.6 Mev                                    
21H  +  21H                          32He  +  n  +  3.2 Mev                                   
21H  +  21H                         31H  +  11H  +  4.0 Mev                                  
ويوجد الديوتيريوم بكمية متناولة في محيطات العالم ولذا من أجل إستخدامها في الأغراض السلمية يجب التغلب على مشاكل مختلفة منها:
إحتواء البلازما عند درجة حرارة عالية تساوي تقريبا 108K وإلى الآن لم تكتشف مادة تتحمل درجة حرارة 106K لأنه عند هذه الدرجة تتبخر أيمادة تستخدم كحاوية للبلازما.