तारों में न्यूक्लियर फ्यूजन
सभी सितारे हैं तारे जो बड़ी मात्रा में ऊर्जा छोड़ते हैं जो वे विकिरण के रूप में उत्सर्जित करते हैं। सूर्य से उत्सर्जन, जो हमारे सबसे निकट का तारा है, प्रकाश और ऊष्मा के रूप में हम तक पहुंचता है। इस तथ्य को स्वाभाविक रूप से माना जाता है और मानवता आदिकाल से इसके बारे में जानती है। हालाँकि, जो अब इतना स्पष्ट नहीं है, वह प्रतिक्रिया का प्रकार है जिसके परिणामस्वरूप इस भारी मात्रा में ऊर्जा निकलती है। एक प्रोफ़ेसर के इस पाठ में हम आपको बताते हैं कि तारों में परमाणु संलयन।
सूची
- परमाणु संलयन क्या है और यह कैसे उत्पन्न होता है?
- तारों में ऊर्जा कैसे उत्पन्न होती है?
- तारों में नाभिकीय संलयन कैसे होता है?
परमाणु संलयन क्या है और यह कैसे उत्पन्न होता है?
परमाणु संलयन प्रतिक्रियाएं, जैसा कि उनके नाम से पता चलता है, वे परमाणु प्रतिक्रियाएं हैं जिनमें. के कई नाभिक होते हैं प्रकाश परमाणु एक बनाने के लिए गठबंधन एक भारी नाभिक के साथ नया परमाणु कई अलग-अलग परमाणु नाभिकों से प्रोटॉन के संयोजन का उत्पाद। इस प्रकार की प्रतिक्रिया से उत्पन्न नाभिक का द्रव्यमान प्रतिक्रिया में भाग लेने वाले दो परमाणुओं के द्रव्यमान के योग से थोड़ा कम हो सकता है। द्रव्यमान में अंतर प्रतिक्रिया ऊर्जा के रूप में जारी किया जाता है, के अनुसार
समीकरण ई = एमसी2.जिसमें बड़ी मात्रा में ऊर्जा का उत्सर्जन शामिल है। इसलिए, परमाणु संलयन ऊर्जा पैदा करने का एक बहुत ही कुशल तरीका है, जो किसी भी रासायनिक प्रतिक्रिया से कहीं अधिक है जैसे कि तेल या लकड़ी के दहन की प्रतिक्रिया। एक परमाणु संलयन प्रतिक्रिया लगभग उत्पन्न करती है किसी भी रासायनिक प्रतिक्रिया की तुलना में दस लाख गुना अधिक ऊर्जा।
हालांकि, इस प्रकार की प्रतिक्रियाएं वे केवल बहुत विशिष्ट परिस्थितियों में होते हैं जिसमें दो प्रकाश नाभिकों के धन आवेशों के बीच प्रतिकर्षण ऊर्जा परमाणु बल से अधिक हो जाती है, जो हमेशा आकर्षक और कम दूरी की होती है। यह स्थिति केवल तब होती है जब परमाणु नाभिक उच्च गति से चलते हैं, जिसका अर्थ है बहुत अधिक तापमान। उच्च तापमान पर परमाणु प्लाज्मा के रूप में होते हैं। प्लाज्मा अवस्था पदार्थ की वह भौतिक अवस्था है, जिसमें इलेक्ट्रॉन से नाभिक अलग हो जाते हैं।
इस प्रकार, एक संलयन प्रतिक्रिया होने के लिए, लॉसन की कसौटी, जो तापमान की स्थिति, प्लाज्मा के घनत्व और उन्हें बनाए रखने के समय को स्थापित करता है स्थितियां (प्लाज्मा कारावास समय कहा जाता है), जो की प्रतिक्रिया को ट्रिगर करने के लिए आवश्यक हैं परमाणु संलयन।
तारों में ऊर्जा कैसे उत्पन्न होती है?
ए. की सबसे सरल परिभाषा सितारायह वह है जो कहता है कि यह एक तारा है जो अपना प्रकाश उत्सर्जित करता है। गहराई में जाने पर हम कह सकते हैं कि यह बहुत बड़ा है क्रांति में गैस क्षेत्र, जहां गैस गुरुत्वाकर्षण बल द्वारा गोले के केंद्र की ओर आकर्षित होती है, उच्च दबाव और तापमान तक पहुंचती है परमाणु प्रतिक्रियाओं को ट्रिगर करते हैं जो विद्युत चुम्बकीय विकिरण, प्रकाश और के रूप में बड़ी मात्रा में ऊर्जा को बाहर की ओर छोड़ते हैं गरम।
देखते हुए एक तारा एक महान परमाणु रिएक्टर है, इसकी संरचना स्थिर नहीं है और इसके जन्म के समय से समय के साथ विकसित होती है, जब तारा प्रज्वलित होता है या "चालू होता है"; जब तक कि तारा अपने सभी ईंधन का उपयोग नहीं कर लेता और "मर जाता है।"
एक तारे के जीवन के विभिन्न चरणों के दौरान, संरचना और स्थितियाँ जिनमें इसका प्लाज्मा पाया जाता है, और उनके साथ-साथ परमाणु संलयन प्रतिक्रियाएं जो हम उसके मूल में पाते हैं।
इस पाठ में हम मुख्य अनुक्रम सितारों में सबसे आम परमाणु संलयन प्रतिक्रिया को विस्तार से देखेंगे, जैसे कि हमारा रवि.
छवि: प्रेज़ी
तारों में नाभिकीय संलयन कैसे होता है?
सितारों में लॉसन की कसौटी परमाणु संलयन प्रतिक्रिया होने के लिए। इस मामले में, प्लाज्मा का परिसीमन विशाल गुरुत्वाकर्षण बल द्वारा दिया जाता है। विभिन्न संलयन प्रतिक्रियाओं के लिए अलग-अलग तापमान और घनत्व की स्थिति की आवश्यकता होती है ताकि वे बेहतर तरीके से हो सकें।
तारे के द्रव्यमान और उम्र के आधार पर, इसके मूल में होने वाली संलयन प्रतिक्रियाएं हो सकती हैं तीन अलग-अलग प्रकार: प्रोटॉन-प्रोटॉन संलयन, हीलियम संलयन या कार्बन चक्र। संक्षेप में, हम प्रोटॉन-प्रोटॉन प्रतिक्रिया देखेंगे, जो सबसे अधिक बार होती है।
प्रोटॉन-प्रोटॉन संलयन: हाइड्रोजन का हीलियम में परिवर्तन।
एक मुख्य अनुक्रम तारा, यह 70% हाइड्रोजन, 28% हीलियम और 1.5% कार्बन, ओजोन, ऑक्सीजन और नियॉन और 0.5% लोहा और अन्य तत्वों से बना है। इसलिए आपका मुख्य ईंधन हाइड्रोजन है, जो सबसे सरल परमाणु है और जिसका नाभिक एक प्रोटॉन (द्रव्यमान और धनात्मक आवेश वाले उप-परमाणु कण) द्वारा बनता है।
प्रोटॉन-प्रोटॉन संलयन प्रतिक्रिया चक्र को पाँच चरणों में संक्षेपित किया गया है:
1.- दो प्रोटॉनों का संलयन
तारे के अंदर, दो हाइड्रोजन परमाणु, यानी दो प्रोटॉन, एक एकल नाभिक बनाने के लिए फ्यूज हो जाते हैं।
2.- ड्यूटेरियम गठन
दो प्रोटॉनों द्वारा निर्मित इस नाभिक में, उनमें से एक न्यूट्रॉन (द्रव्यमान के साथ उपपरमाण्विक कण, लेकिन बिना चार्ज), ड्यूटेरियम के एक नाभिक को जन्म देता है, हाइड्रोजन का एक भारी समस्थानिक जिसमें एक प्रोटॉन और एक नाभिक होता है न्यूट्रॉन चक्र के इस चरण में ऊर्जा की आवश्यकता होती है और इसमें एक पॉज़िट्रॉन या एंटीइलेक्ट्रॉन निकलता है (इलेक्ट्रॉन की समान विशेषताओं वाला एक कण) लेकिन एक सकारात्मक चार्ज के साथ) और एक इलेक्ट्रॉन न्यूट्रिनो या लेप्टन (उप-परमाणु कण जिसका द्रव्यमान उससे दस लाख गुना कम होता है) इलेक्ट्रॉन)।
3.- हीलियम-3 नाभिकों का बनना
चक्र की दूसरी प्रतिक्रिया में निर्मित ड्यूटेरियम, एक प्रोटॉन को शामिल करते हुए एक नई परमाणु संलयन प्रतिक्रिया में भाग लेता है। एक अन्य प्रोटॉन (हाइड्रोजन नाभिक) के साथ ड्यूटेरियम नाभिक का संलयन एक हीलियम -3 नाभिक (दो प्रोटॉन और एक न्यूट्रॉन से बना) को जन्म देता है।
4- दो हीलियम नाभिकों का संलयन
इस चौथी प्रतिक्रिया में, दो हीलियम नाभिक एक साथ मिलकर दो न्यूट्रॉन और चार प्रोटॉन से बने एक एकल नाभिक को जन्म देते हैं।
5.- दो प्रोटॉनों का विमोचन
चक्र की अंतिम प्रतिक्रिया में, पिछली प्रतिक्रिया में गठित नाभिक हीलियम नाभिक भी बनाता है एक अल्फा कण कहा जाता है, जो दो न्यूट्रॉन और दो प्रोटॉन से बना होता है, जो दो energetic की ऊर्जावान रिहाई के माध्यम से होता है प्रोटॉन
प्रोटॉन-प्रोटॉन संलयन के पूरे चक्र में 25 MeV (मेगा-इलेक्ट्रॉन वोल्ट) की ऊर्जा का उत्पादन शामिल है।
छवि: ग्रह
अगर आप इसी तरह के और आर्टिकल पढ़ना चाहते हैं तारों में परमाणु संलयन: सारांश, हम अनुशंसा करते हैं कि आप हमारी श्रेणी दर्ज करें खगोल.
ग्रन्थसूची
- बोरेक्सिनो सहयोग * (2014)। प्राथमिक प्रोटॉन से न्यूट्रिनो - सूर्य में प्रोटॉन संलयन प्रक्रिया. स्टटगार्ट: मैकमिलन पब्लिशर्स लिमिटेड।
- डेविड कैस्टलवेची (2020)। न्यूट्रिनो सूर्य में परमाणु संलयन के अंतिम रहस्य को प्रकट करते हैं। अनुसंधान और विज्ञान। बार्सिलोना: वैज्ञानिक प्रेस एस.एल.
