همجوشی هسته ای، فیزیک دو یا چند هسته اتمی را برای ایجاد عناصر بزرگتر توصیف می کند، همان فرایندی که در خورشید اتفاق می افتد.
*** همجوشی هسته‌ای چیست؟
به گزارش پژواک، چنین ادغام اتمی می تواند مقادیر زیادی انرژی آزاد کند. اگر بتوانیم از این انتشار انرژی استفاده کنیم، بشر به طور بالقوه می تواند به منبع فراوان و پایان ناپذیری از نیرویی پایدار دسترسی پیدا کند.
در حال حاضر چنین دستاوردی هنوز بدست نیامده است، اما محققان در سراسر جهان دائماً در حال پیشرفت هایی در این زمینه هستند که به تدریج ما را به این هدف نزدیک می کند.
*** همجوشی هسته ای چگونه کار می کند؟
اتم ها با جمع شدن پروتون‌ها به گروههای بزرگتر و بزرگتر که توسط نیروی هسته ای قوی به هم متصل شده اند، رشد می کنند. این جاذبه ناشی از فعل و انفعالات بین ذرات سه گانه تشکیل دهنده آنهاست، که کوارک نامیده می شود.
به لطف نیروی جاذبه کولنی (نیروی جاذبه یا دافعه بین ذرات به دلیل بار الکتریکی آنها)، پروتون ها تمایل دارند فاصله مناسبی از یکدیگر را حفظ کنند (بسیار دورتر از آنکه نیروی هسته ای بتواند بر روی آنها موثر باشد)
از طرفی نوترونها هیچ گونه باری ندارند بنابراین دفع نمی شوند و می توانند به سادگی در نزدیکی دیگر ذرات هسته ای بمانند. به دلیل تفاوت های اندک در خاصیتی به نام اسپین، نوترون ها و پروتون ها که به هم نزدیک شده اند می توانند به هم چسبیده و یک هسته اتمی ساده را تشکیل دهند.
از نظر تئوری، یک پروتون که با نوترون جفت شده است می تواند به جفت پروتون و نوترون دیگری متصل شود و نوترون ها به عنوان واسطه عمل می کنند. اما نزدیک شدن چند پروتون به اندازه ای که بتوانند نیروی قوی را تحت کنترل خود درآورند، کار آسانی نیست.
حتی ادغام نسبتاً ساده بین دو اتم دوتریوم (هیدروژن متشکل از پروتون و نوترون) برای ایجاد اتم هلیوم -۳ مستلزم نوعی فشار است که در هسته اجرامی مانند خورشید وجود دارد.
برای ظهور عناصر بزرگتر مانند کربن، این کوره های تحت فشار باید دمای حداقل ۱۰۰ میلیون درجه کلوین را حفظ کنند، یعنی شش برابر گرمتر از هسته خورشید.
ادغام هسته ها به عناصر حتی سنگین تر، در مقیاس طلا و اورانیوم، به درجه ای از نیروی کیهانی نیاز دارد: مثل انواع نیروهایی که در تصادم ستارگان نوترونی یا در ابرنواخترهای خاص یافت می شوند.
*** چگونه همجوشی هسته ای انرژی تولید می کند؟
قدرت تولید انرژی در همجوشی هسته ای، به تفاوت در میزان انرژی مورد نیاز برای نگه داشتن ذرات هسته ای بستگی دارد.
اگر یک ذره آلفا (یک جفت پروتون و یک جفت نوترون به هم چسبیده) را وزن کنید، جرم ۴٫۰۰۱۵۳ واحد به دست می آید.هر اتم را به صورت جداگانه وزن کنید و مجموع آن ۴٫۰۳۱۸۸ واحد خواهد بود.
با معادله انرژی = جرم × مربع سرعت نور (E = mc2)، تفاوت جرم نیز تفاوت در انرژی است. مجموعه ذرات به هم پیوسته دارای انرژی کمتری نسبت به زمانی است که از هم جدا هستند. بنابراین هنگامی که آنها ادغام می شوند، انرژی مازاد آنها آزاد می شود.
در خورشید، این انرژی به آرامی از عمق به سطح راه پیدا می کند و امواج به شکل تابش الکترومغناطیسی یا نور خورشید ساطع می شود.
فیزیکدانان و مهندسان در حال توسعه و ساخت دستگاه های مختلفی هستند که می تواند در جذب و استفاده از انرژی آزاد شده از همجوشی هسته ای کمک کند.
وقتی موفق به تکمیل آنها شدند، مطمئناً در موردش خواهید شنید.
انتهای پیام///
برای نوشتن دیدگاه باید وارد بشوید.