NUCLEAR Fusion zvaigznēs

Visas zvaigznes ir zvaigznes, kas atbrīvo lielu enerģijas daudzumu ka tie izstaro starojuma veidā. Emisijas no mums vistuvākās zvaigznes Saules sasniedz mūs gaismas un siltuma veidā. Šis fakts tiek uztverts dabiski, un cilvēce to ir apzinājusies jau kopš laika sākuma. Tomēr tas, kas vairs nav tik acīmredzams, ir reakcijas veids, kā rezultātā tiek atbrīvots šis milzīgais enerģijas daudzums. Šajā PROFESORA nodarbībā mēs jums sakām, kas ir kodolsintēze zvaigznēs.

Indekss

1. Kas ir kodolsintēze un kā tā tiek ražota?
2. Kā enerģija rodas zvaigznēs?
3. Kā kodolsintēze notiek zvaigznēs?

Kodolsintēzes reakcijas, kā norāda to nosaukums, ir tās kodolreakcijas, kurās vairāki kodoli gaismas atomi apvienot, lai izveidotu jauns atoms ar smagāku kodolu vairāku dažādu atomu kodolu protonu kombinācijas produkts. Šāda veida reakcijas rezultātā iegūtā kodola masa var būt nedaudz mazāka nekā divu reakcijā piedalījušos atomu masas summa. Masas starpība izdalās reakcijas enerģijas veidā, saskaņā ar

Kas ietver liela enerģijas daudzuma atbrīvošanu. Tāpēc kodolsintēze ir ļoti efektīvs enerģijas ražošanas veids, daudz vairāk nekā jebkura ķīmiskā reakcija, piemēram, eļļas vai koksnes sadedzināšana. Aptuveni rodas kodolsintēzes reakcija desmit miljonus reižu vairāk enerģijas nekā jebkura ķīmiskā reakcija.

Tomēr šāda veida reakcijas tie notiek tikai ļoti īpašos apstākļos kurā atgrūšanas enerģiju starp divu gaismas kodolu pozitīvajiem lādiņiem pārsniedz kodolspēks, kas vienmēr ir pievilcīgs un maza darbības rādiusa. Šis nosacījums rodas tikai tad, kad atomu kodoli pārvietojas lielā ātrumā, kas nozīmē ļoti augstu temperatūru. Augstās temperatūrās atomi ir plazmas formā. Plazmas stāvoklis ir tāds vielas fiziskais stāvoklis, kurā kodoli ir atdalīti no elektroniem.

Tādējādi, lai notiktu kodolsintēzes reakcija, Lawsona kritērijs, kas nosaka temperatūras apstākļus, plazmas blīvumu un laiku, kādā tie tiek uzturēti apstākļi (saukti par plazmas ierobežošanas laiku), kas nepieciešami, lai izraisītu kodolsintēze.

Vienkāršākā a definīcija zvaigzneTas saka, ka tā ir zvaigzne, kas izstaro pati savu gaismu. Ejot dziļāk, mēs varam teikt, ka tas ir milzīgs gāzes sfēra revolūcijā, kur gāzi gravitācijas spēki piesaista sfēras centram, sasniedzot augstu spiedienu un to temperatūru izraisīt kodolreakcijas, kas atbrīvo lielu enerģijas daudzumu uz āru elektromagnētiskā starojuma, gaismas un karsts.

Ņemot vērā zvaigzne ir lielisks kodolreaktors, tā sastāvs nav nemainīgs un laika gaitā attīstās kopš dzimšanas, kad zvaigzne tiek aizdedzināta vai "ieslēgta"; līdz zvaigzne iztērēs visu savu degvielu un "nomirs".

Zvaigznes dzīves dažādos posmos mainās sastāvs un apstākļi, kādos atrodas tās plazma, un līdz ar to arī kodolsintēzes reakcijas ko mēs atrodam tās pamatā.

Šajā nodarbībā mēs detalizēti redzēsim visbiežāk sastopamo kodolsintēzes reakciju galvenās secības zvaigznēs, piemēram, mūsu Saule.

Attēls: Prezi

Zvaigznēs Lawsona kritērijs kodolsintēzes reakcijām. Šajā gadījumā plazmas ierobežošanu dod milzīgais gravitācijas spēks. Dažādām kodolsintēzes reakcijām ir nepieciešami atšķirīgi temperatūras un blīvuma apstākļi, lai tās varētu notikt optimāli.

Atkarībā no zvaigznes masas un vecuma var būt kodolsintēzes reakcijas, kas notiek tās kodolā trīs dažādi veidi: protonu un protonu saplūšana, hēlija saplūšana vai oglekļa cikls. Apkopojot, mēs redzēsim protonu-protonu reakciju, kas ir visizplatītākā.

Protonu un protonu saplūšana: ūdeņraža pārveidošana par hēliju.

Galvenās kārtas zvaigzne sastāv no 70% ūdeņraža, 28% hēlija un 1,5% oglekļa, ozona, skābekļa un neona un 0,5% dzelzs un citiem elementiem. Tāpēc jūsu galvenā degviela ir ūdeņradis, kas ir vienkāršākais atoms un kura kodolu veido viens protons (subatomiskā daļiņa ar masu un pozitīvu lādiņu).

Protonu un protonu saplūšanas reakcijas cikls ir apkopots piecos posmos:

1. - divu protonu saplūšana

Zvaigznes iekšpusē saplūst divi ūdeņraža atomi, tas ir, divi protoni, veidojot vienu kodolu.

2.- Deitērija veidošanās

Šajā kodolā, ko veido divi protoni, viens no tiem tiek pārveidots par neitronu (subatomiskā daļiņa ar masu, bet bez lādiņš), radot deitērija kodolu - smagu ūdeņraža izotopu, kura kodolu veido protons un neitronu. Šim cikla posmam nepieciešama enerģija, un tajā izdalās pozitrons vai antielektrons (daļiņa ar tādām pašām elektrona īpašībām bet ar pozitīvu lādiņu) un elektronu neitrīno vai leptonu (subatomisko daļiņu, kuras masa ir miljons reizes mazāka nekā elektrons).

3.- Hēlija-3 kodolu veidošanās

Deitērijs, kas iegūts cikla otrajā reakcijā, piedalās jaunā kodolsintēzes reakcijā, iekļaujot protonu. Deutērija kodola saplūšana ar citu protonu (ūdeņraža kodolu) rada Hēlija-3 kodolu (sastāv no diviem protoniem un viena neitrona).

4- Divu hēlija kodolu saplūšana

Šajā ceturtajā reakcijā divi hēlija kodoli saplūst kopā, radot vienu kodolu, kas sastāv no diviem neitroniem un četriem protoniem.

5.- Divu protonu atbrīvošana

Cikla pēdējā reakcijā iepriekšējā reakcijā izveidotais kodols veido arī hēlija kodolu ko sauc par alfa daļiņu, kas sastāv no diviem neitroniem un diviem protoniem, enerģiski atbrīvojot divus protoni.

Pilns protonu-protonu saplūšanas cikls ietver enerģijas ģenerēšanu 25 MeV (megaelektronu volti).

Attēls: planētas

Ja vēlaties lasīt vairāk līdzīgus rakstus Kodolsintēze zvaigznēs: kopsavilkums, iesakām ievadīt mūsu kategoriju Astronomija.

• Borexino sadarbība * (2014). Neitrīni no primārā protona - protonu saplūšanas procesa Saulē. Štutgarte: Macmillan Publishers Limited.
• Davide Castelvecchi. (2020). Neitrīni atklāj Saules kodolsintēzes pēdējo noslēpumu. Pētniecība un zinātne. Barselona: Scientific Press S.L.