الاندماج النووي في الشمس

ماذا تحتاج:

• المعرفة الأساسية بالفيزياء

الاندماج النووي في الشمس - هكذا تتولد الطاقة

• طاقة من الجسيمات الذرية ، يمكن الحصول على النوى الخفيفة ليس فقط من خلال الانشطار النووي للعناصر الثقيلة ، ولكن أيضًا من خلال الاندماج (تقنيًا: الاندماج النووي أو الاندماج فقط).
• بهذه الطريقة ، لا تكتسب الشمس فقط ، بل كل النجوم طاقتها من اندماج نوى الهيدروجين. ينتج عن ذلك عنصر أثقل من الهيليوم والطاقة على شكل نيوترونات متحركة وإشعاع جاما.
• بمعنى آخر: تحصل الشمس والنجوم على طاقتها من تحويل الهيدروجين إلى هيليوم. تحدث هذه العملية في درجات حرارة عالية في اللب المركزي للنجم.

دورة CNO - سلسلة معقدة

على الرغم من أن دورة CNO (تسمى أيضًا دورة الكربون) هي سلسلة معقدة من التفاعلات كانت معروفة في وقت أبكر بكثير من سلسلة الهيدروجين (الأبسط بكثير) (المعروفة أيضًا باسم سلسلة البروتون-البروتون مسمى).

• هذه الدورة الأولى ، حيث تشكل ذرات الكربون والنيتروجين والأكسجين (ومن ثم CNO) نوعًا من البناء الوقائي الذي يكون في سياق العملية تم تطوير التفاعل من ذرات الهيدروجين لتكوين ذرات الهيليوم في عام 1938 من قبل الفيزيائيين هانز بيته وكارل فريدريش فون فايزساكر اكتشف.
  instagram viewer


لماذا تحترق الشمس؟ - شرح الاندماج النووي ببساطة

حتى لو كنت تعتقد ذلك سابقًا: لا شيء يحترق في الشمس. وصفة ...

• العملية معقدة في الواقع وتفترض أن هناك عناصر أخرى في النجم بالإضافة إلى الهيدروجين مثل الوقود ، على سبيل المثال ب. الكربون هناك.
• يلعب الكربون (C-12) دور محفز في الاندماج النووي.
• يتراكم الهيدروجين على هذه الذرات عندما تصطدم. يتم إنشاء نواة لعنصر النيتروجين (N-13).
• يتم تحويل هذا النيتروجين إشعاعيًا إلى نظير كربون أثقل (C-13).
• إذا اصطدمت ذرة هيدروجين أخرى بهذه النواة ، يتم إنتاج النيتروجين مرة أخرى ، ولكن نظيرًا أثقل (N-14).
• تستمر الدورة عندما تصطدم بذرة هيدروجين أخرى ، مكونة نظير الأكسجين (O-15).
• ومع ذلك ، فإن هذا النظير مشع ، يتحلل إلى N-15 ، وهو نظير نيتروجين.
• نتيجة لعمليات الاندماج هذه ، أصبح C-12 الآن من N-15 ثقيلًا.
• إذا اصطدمت ذرة هيدروجين أخرى بهذا الجسيم الأساسي الثقيل ، فإنها لا تتشكل نواة ذرية أثقل ، بدلاً من ذلك تصبح ذرة هيليوم (ذرتان هيدروجين ، 2 نيوترون) صدت. يتم تحويل اللب مرة أخرى إلى جوهر الكربون القديم (C-12). دورة أو وهكذا يتم إغلاق تفاعل الدورة.
• خلال هذه العملية ، تم "ابتلاع" ما مجموعه أربع ذرات هيدروجين وتشكلت نواة هيليوم.
• ومع ذلك ، حصل بيته فقط على جائزة نوبل عام 1967 لاكتشافه عملية الاندماج النووي هذه.
• سرعان ما أصبح واضحًا: يجب أن تكون هناك عملية أبسط للاندماج النووي ، لأن النجوم الأولى لم يكن لديها حتى الآن أي كربون لهذه الدورة.