የኑክሌር ውህደት በፀሐይ፡ እኩልታዎች፣ ሥዕላዊ መግለጫዎች፣ ምክንያቶች፣ ደረጃዎች

በዚህ ጽሑፍ ውስጥ የኑክሌር ውህደትን በፀሐይ ምላሽ ፣ እኩልታ ፣ ዲያግራም ፣ መንስኤ እና እርምጃዎች ላይ በዝርዝር እንነጋገራለን ።

ከፀሀይ ብርሀን እና ሙቀት ኃይል እናገኛለን. ስለዚህ ፀሐይ በዚህ ምድር ላይ የሕይወት ምንጭ ናት. ግን እዚህ ላይ አንድ ጥያቄ ከፀሐይ ውስጥ ኃይል እንዴት እንደሚመጣ ጥያቄ ይመጣል. መልሱ ነው። የኑክሌር ቅልቅል. በኒውክሌር ውህደት ምላሽ ኃይል ከፀሐይ ይወጣል.

የፀሐይ እምብርት የት የተወሰነ ቦታ ነው የኑክሌር ቅልቅል የሆነው. የፕሮቶን ፕሮቶን ውህደት ከኃይል አመጣጥ በስተጀርባ ያለው ልዩ የኑክሌር ውህደት ዓይነት ነው። በፕሮቶን ፕሮቶን ዑደት ውስጥ ፕሮቶን ወይም 1H1 ኒውክሊየስ ከሌላው ፕሮቶን ጋር በማጣመር ሂሊየም ይሆናል (2He4) ኒውክሊየስ።

በዚህ የውህደት ሂደት ምክንያት ሃይል በብርሃን እና በሙቀት መልክ ይወጣል ይህም ፀሀይን ያሞቃል. ይህ ኃይል በስርዓተ-ፀሀይ ውስጥ ይንሰራፋል. 99% ሃይል የሚመነጨው በፀሃይ ውስጥ ካለው የኒውክሌር ውህደት ከሚገኘው ከፀሃይ እምብርት ነው።

በፀሐይ ውስጥ የኑክሌር ውህደት ከ ውክፔዲያ

በፀሐይ ምላሽ ውስጥ የኑክሌር ውህደት

በፀሐይ ውስጥ ያለው የኃይል ፍሰት መጠን 10 ነው።26 joules በሰከንድ. የፀሐይ ሙቀት ወደ 20 ሚሊዮን ዲግሪ ሲሆን ዕድሜዋ በግምት 5 x 10 ነው9 ዓመታት. ስለዚህ በእነዚህ ዓመታት ውስጥ በፀሐይ የሚፈነጥቀው አጠቃላይ ኃይል እጅግ በጣም ከፍተኛ ነው። የዚህ ጉልበት ምንጭ ግራ መጋባት አለ.

እ.ኤ.አ. በ 1928 አትኪንሰን እና ሃውተርማንስ ይህ ምንጭ የአልፋ ቅንጣትን የሚያመርቱ የአራት ፕሮቶኖች ጥምረት እንደሆነ ጠቁመዋል። እንደነሱ ይህ ለዚህ ረጅም ጊዜ የኃይል መጠን ምንጭ ብቻ ሊሆን ይችላል. የሳይክል የኑክሌር ምላሾች ሀሳብ በእነሱ ቀርቧል።

ቴርሞኑክሌር ምላሾች ይህንን የከዋክብት ኃይል ሊያመነጩ ይችላሉ - ይህ ጽንሰ-ሐሳብ በሃንስ ቤት በ 1938 የተጠቆመው. በእነዚህ ምላሾች ውስጥ ፕሮቶኖች አንድ ላይ ተጣምረው ሂሊየም ኒዩክሊዎችን ይፈጥራሉ. ይህ ዑደት የ ፕሮቶን ፕሮቶን ዑደት. ይህ ዑደት በአንጻራዊ ሁኔታ ዝቅተኛ ለሆኑ የከዋክብት ሙቀቶች ተግባራዊ ይሆናል.

ከዚህ የቀይ ድንክ ጽንሰ-ሐሳብ ተገኝቷል. በፀሐይ እና በከዋክብት ውስጥ ዋናው የኃይል ምንጭ በዝቅተኛ የሙቀት መጠን ውስጥ የሚከናወነው የፕሮቶን ፕሮቶን ዑደት ነው። ይህ ቀይ ድንክ በመባል ይታወቃል.

ፕሮቶን ፕሮቶን ዑደት ከ ውክፔዲያ

በፀሐይ እኩልነት ውስጥ የኑክሌር ውህደት

የፕሮቶን ፕሮቶን ዑደት እኩልታዎች ከዚህ በታች ተጽፈዋል።

(1) 1H1 + 1H11H2 + 1e0 + ν + 0.42 ሜቮ

(2) 1H2 + 1H12He3 + γ + 5.5 ሜቮ

(3) 2He3 + 2He32He4 + 2 1H1 + 12.8 ሜ.ቪ

በዚህ የምላሽ ዑደት ውስጥ የሚከሰቱ እኩልታዎች (1) እና (2) ሁለት ጊዜ ያስፈልጋቸዋል። ይህ በሁለት ሊከፈል ይችላል 2He3 ኒውክሊየስ በ (3) ከእነዚህ ምላሾች ሊገኝ የሚችለው የመጨረሻው ውጤት አራት ፕሮቶኖች ተጣምረው የአልፋ ቅንጣትን ይፈጥራሉ.

በእነዚህ ምላሾች ውስጥ ሁለት ፖዚትሮን ፣ ሁለት ኒውትሪኖዎች እና ሁለት  γ ፎቶኖችም ይመረታሉ.

 4 1H1 2He4 + 2 1e0 + 2 ν + 2 γ

በዚህ ዑደት ውስጥ የሚወጣው አጠቃላይ ኃይል 24.6 ሜቪ ነው. እዚህ የጅምላ ልዩነት 0.0286 u ነው. በነዚህ ግብረመልሶች ውስጥ ኒውትሪኖዎች እየሰፉ ሲሄዱ በፀሐይ ላይ ካለው የኒውክሌር ውህደት በኋላ የተረፈው ሃይል ወደ 24.3 ሜ ቮልት ይደርሳል ይህም አራት ፕሮቶኖች ወደ አንድ ሂሊየም ኒውክሊየስ ይዋሃዳሉ።

ስለዚህ የፕሮቶኖች ስብስብ እየቀነሰ ይሄዳል ፣ ግን የሂሊየም ክምችት ይጨምራል። በፀሐይ ላይ ያለው ይህ የፕሮቶን ፕሮቶን የኒውክሌር ፊውዥን ዑደት የሚከሰተው የፕሮቶኖች እንቅስቃሴ ኃይል ወይም የሙቀት መጠኑ ከፍተኛ ከሆነ የጋራ ኤሌክትሮስታቲክ አፀፋውን ለማሸነፍ ብቻ ነው።

በፀሐይ ዲያግራም ውስጥ የኑክሌር ውህደት

በፀሐይ ውስጥ ያለው የኑክሌር ውህደት ንድፍ ከዚህ በታች ይታያል.

በፀሐይ ውስጥ የኑክሌር ውህደት
በፀሐይ ውስጥ የኑክሌር ውህደት ከ ውክፔዲያ

በፀሐይ ውስጥ ውህደትን የሚያመጣው ምንድን ነው

ሃይድሮጂን አተሞች አንድ ላይ ሲዋሃዱ በፀሐይ ውስጥ ያለው የኒውክሌር ውህደት ሊገኝ እንደሚችል እናውቃለን። ለመዋሃድ እነዚህ አቶሞች እርስ በርስ መቀራረብ አለባቸው። ሁለት ኒዩክሊየሮች ሲቃረቡ በእያንዳንዳቸው ውስጥ ያሉት ፕሮቶኖች ሁለቱም አዎንታዊ ቻርጆች ስለሆኑ አንዳቸው ሌላውን ለመቃወም ይሞክራሉ።

ይህንን ችግር መወጣት ካልተቻለ በፀሐይ ውስጥ ያለው የኑክሌር ውህደት ሊከሰት አይችልም. ይህንን ችግር ለማስወገድ ብዙ ሁኔታዎች አሉ. ናቸው-

የኤሌክትሮስታቲክ ማገገሚያ ኃይልን ማሸነፍ የሚቻለው ለሃይድሮጂን አተሞች ከፍተኛ ኃይልን የሚሰጥ ከፍተኛ ሙቀትን በመጠበቅ ነው።

  • በፀሐይ ላይ የኑክሌር ውህደትን ለመፍጠር 100 ሚሊዮን የኬልቪን ሙቀት ያስፈልጋል. ይህ የሙቀት መጠን ከፀሐይ እምብርት ስድስት እጥፍ ያህል ይሞቃል።
  • ሃይድሮጂን በእነዚህ ሙቀቶች ውስጥ እንደ ጋዝ አይሰራም, እንደ ፕላዝማ ነው. በፕላዝማ ውስጥ ሁሉም ኤሌክትሮኖች ከአቶሞች ለማምለጥ ያገለግላሉ እና በነፃነት ይንቀሳቀሳሉ. የቁስ አካል ከፍተኛ የኃይል ሁኔታ ነው.
  • ከፍተኛ መጠን ያለው የፀሐይ ብዛት እነዚህን ከፍተኛ ሙቀቶች ለማግኘት ይረዳል እና ይህ ክብደት በዋና ውስጥ ባለው የስበት ኃይል የታመቀ ነው። እነዚህን ሙቀቶች ለማሳካት ማይክሮዌቭ, ሌዘር እና ion ቅንጣቶች ጥቅም ላይ መዋል አለባቸው.

የሃይድሮጂን አቶሞች በከፍተኛ ግፊት አንድ ላይ ይጨመቃሉ. በእያንዳንዱ ሃይድሮጂን መካከል ያለው ርቀት 1 × 10 መሆን አለበት-15m በአንድ ላይ እንዲዋሃዱ.

  • የፀሀይ ትልቅ ክብደት እና የስበት ሃይል ፀሀይ የሃይድሮጂን አተሞችን በውስጧ አንድ ላይ ለመጨመቅ የምትጠቀምባቸው ሁለት ዋና ዋና ነገሮች ናቸው።
  • ኃይለኛ መግነጢሳዊ መስኮች ፣ ኃይለኛ ሌዘር እና ion ጨረሮች የሃይድሮጂን አቶሞችን አንድ ላይ ለመጭመቅ ያገለግላሉ።

Deuterium - deuterium fusion ትሪቲየምን ከሊቲየም ከማምረት ይልቅ ከባህር ውሃ ማውጣት ቀላል ስለሆነ በቅርብ ጊዜ ውስጥ የተሻለ ምላሽ ያገኛል። ዲዩተሪየም ራዲዮአክቲቭ አይደለም ነገር ግን ይህ የዲዩቴሪየም-ዲዩተሪየም ምላሽ የበለጠ ኃይል ይፈጥራል.

በፀሐይ ውስጥ የኑክሌር ውህደት ደረጃዎች

በፀሐይ ውስጥ ያለው የኑክሌር ውህደት የፕሮቶን ፕሮቶን ዑደት ደረጃዎች ከዚህ በታች ተዘርዝረዋል ።

ደረጃ 1:

በዚህ ዑደት የመጀመሪያ ደረጃ ላይ ሁለት ፕሮቶኖች በፀሐይ ውስጥ ይዋሃዳሉ. እነዚህ ጥንድ ፕሮቶኖች ብዙ ጊዜ እንደገና ይለያያሉ። ነገር ግን በጥቂት አጋጣሚዎች ከፕሮቶኖች አንዱ በደካሞች እርዳታ እራሱን ወደ ኒውትሮን ይለውጣል የኑክሌር ኃይል.

በዚህ ምላሽ ውስጥ ፖዚትሮን እና ኒውትሪኖ ከኒውትሮን ጋር ይመረታሉ። ይህ የተገኘ ፕሮቶን-ኒውትሮን ጥንድ ብዙውን ጊዜ ዲዩቴሪየም ተብሎ ይጠራል.

ደረጃ 2:

ከመጀመሪያው ምላሽ በኋላ በዚህ በተመረተው ዲዩሪየም እና በሶስተኛው ፕሮቶን መካከል ግጭት ይከሰታል። በዚህ ግጭት ምክንያት ሂሊየም 3 ኒውክሊየስ እና የጋማ ቅንጣት ይመረታሉ። እነዚህ የተለቀቁት የጋማ ቅንጣቶች ከፀሃይ እምብርት እንደ ጋማ ጨረሮች ይወጣሉ።

በመጨረሻ እነዚህ ጨረሮች እንደ የፀሐይ ብርሃን ይለቀቃሉ.

ደረጃ 3:

ከዚያ በኋላ ሂሊየም 3 ኒዩክሊየስ ለማምረት በሁለት ሂሊየም 4 ኒውክሊየስ መካከል ያለው ግጭት ይከናወናል. በዚህ ምላሽ ሁለት ተጨማሪ ፎቶኖች እንደ ሁለት ሃይድሮጂን የሚያመልጡ የምላሽ ምርቶች ሆነው ይመረታሉ።

መጀመሪያ ላይ ቤሪሊየም 6 ኒዩክሊየስ ተፈጠረ ይህም በተፈጥሮ ውስጥ ያልተረጋጋ በመሆኑ ወደ ሂሊየም 4 ኒውክሊየስ ይለወጣል.

በአንስታይን የጅምላ-ኢነርጂ ግንኙነት መሰረት የጅምላ አካል ወደ ሃይል ስለሚቀየር አራቱ ፕሮቶኖች የሆኑት አጠቃላይ የሂሊየም 4 ኒውክሊየስ ብዛት ይበልጣል።ኢ = mc2. ይህ ከመጠን በላይ ኃይል በብርሃን እና በፀሐይ ሙቀት መልክ ይወጣል.

ይህ ሃይል ከፀሀይ ለማምለጥ ብዙ የፎቶፊር ሽፋኖችን መሸፈን አለበት። የፕሮቶን ፕሮቶን ዑደት በ 9.2 x 10 ፍጥነት ስለሚከሰት የዚህ የተለቀቀው የኃይል መጠን በጣም ጠቃሚ ነው.37 ጊዜ በሴኮንድ. የአራቱ ፕሮቶኖች ብዛት 0.7% ወደ ሃይል ይቀየራል።

4.26 ሚሊዮን ሜትሪክ ቶን ክብደት ወደ ኃይል በሰከንድ ይቀየራል። ከአንስታይን የጅምላ ኢነርጂ ግንኙነት መረዳት የሚቻለው እነዚህ 4.26 ሚሊዮን ሜትሪክ ቶን ቁስ አካል 3.8 x 10 እንደሚሰጡ ነው።26 የኃይል joules በሰከንድ.

መደምደሚያ

ዝርዝሩ የኑክሌር ውህደት እውነታዎች በፀሐይ ውስጥ ትክክለኛውን ዲያግራም, የፕሮቶን ፕሮቶን ዑደት እኩልታዎች, የዑደቱ ደረጃዎች በዚህ ጽሑፍ ውስጥ ተገልጸዋል.

ስለ ተጨማሪ ያንብቡ 5 አስፈላጊ የፀሐይ ደረጃዎችየኑክሌር ውህደት ቆሻሻ.

ወደ ላይ ሸብልል