15+ أمثلة على الاندماج النووي: تفسيرات مفصلة


في هذا المقال ، نركز على مناقشة أمثلة الاندماج النووي وتفسيراتها التفصيلية.

في الغلاف الجوي ، يمكننا أن نلاحظ تفاعلًا بين أي ذرتين تلتصقان أو تتحدان معًا بحيث ينتهي بهما الأمر بتكوين نوى ذرية مختلفة ، والتي هي واحدة أو أكثر من حيث العدد ، وكذلك بعض الجسيمات دون الذرية ، وهي البروتونات والنيوترونات.

في القسم القادم ، دعونا نركز على أمثلة الاندماج النووي.

أمثلة الاندماج النووي

لب الشمس

يمكن رؤية أفضل وصف للاندماج في قلب الشمس. وجد أن درجة الحرارة في قلب الشمس أقرب إلى 15 مليون درجة. درجة مئوية؛ إلى جانب درجة الحرارة المرتفعة بشكل لا يصدق ، فإنها تمتلك أيضًا ضغطًا مرتفعًا جدًا. بسبب هذه الظروف ، يتشكل الهيليوم من خلال الجمع بين نظيرين للهيدروجين والديوتيريوم والتريتيوم. هناك إنتاج كمية كبيرة بشكل لا يصدق من الحرارة ، أحد أشكال الطاقة. في المتوسط ​​، يبلغ حجم الهيدروجين الذي يتحول إلى هيليوم حوالي 600 مليون طن لكل وحدة في الثانية. ومن ثم فهو أحد أمثلة الاندماج النووي.

تفاعلات اندماج الهيدروجين

انه واحد من أمثلة على الاندماج النووي. هناك تحطم أو تصادم ذرات الهيدروجين مع بعضها وهي ذرات أخف نسبيًا ، يتبعها توليد الطاقة بأي شكل من أشكالها. هذه الظاهرة مدعومة بوجود ضغط ودرجة حرارة مرتفعين للغاية في النجوم. من المعروف أن الهيدروجين هو الأخف وزنا في الجدول الدوري. في الوقت نفسه ، من المعروف أن الهيليوم الذي تشكل بسبب اندماج نظائر الهيدروجين هو أخف عنصر بجانب الهيدروجين. قبل التفاعل وبعده ، هناك فرق ملحوظ في طاقة الارتباط النووي ، والذي بدوره يمهد الطريق لاختلاف في الكتل.

انصهار الديوتيريوم

يعتبر الديوتيريوم أيضًا هيدروجينًا ثقيلًا. يتم تكوين نواة الهليوم عن طريق الجمع بين نواتين من الديوتيريوم معًا. كما وجد أن هناك كمية كبيرة من الطاقة (على شكل حرارة) يتم التنقيب عنها أثناء هذا الاندماج. تنتج الطاقة المتولدة عن تحول جماعي في شكل طاقة يُقال أنها ضاعت أثناء العملية. هذا تحت حكم صيغة أينشتاين. إنه أحد أمثلة الاندماج النووي. فيما يلي رد الفعل الذي يصور المذكور أعلاه الانصهار النووي.

1H2 + 1H2 → 2He4 + الطاقة

فيوجن أوو الديوتيريوم والتريتيوم

دعونا الآن نهدف إلى تحليل تفاعل الاندماج عن طريق الجمع بين الديوتيريوم والتريتيوم معًا. في الأساس ، صُنعت لتتحد معًا وتعيد الاتحاد من أجل جلب الهيليوم مع نيوترون سريع إلى الصورة في شكل أجزاء مكونة. يمكننا أن نلاحظ إطلاق الطاقة الحركية التي يمتلكها النيوترون ، والتي تنتج عن تحويل الكتلة المفقودة أثناء تجميع النظائر الثقيلة. إنه أحد أمثلة الاندماج النووي.

أمثلة على الاندماج النووي
صورة ائتمانات: صور Pixabay المجانية

تشكيل العناصر

إنه أحد أمثلة الاندماج النووي. يمكن أيضًا إنتاج العناصر الموجودة في الجدول الدوري ، مثل الحديد والنيكل ، كمنتج نهائي للاندماج النووي. عادة ما يكون تكوين عنصر كهذا مصحوبًا بالتخلي عن الطاقة ، أو يمكن اعتباره عملية طاردة للحرارة. بينما يبدو أن هناك أيضًا حالة تكون فيها العملية ماصة للحرارة ، يكون هذا ممكنًا عندما يحدث الاندماج بالقرب من نوى ذات كتلة أثقل نسبيًا.

سوبر نوفا

المستعر الأعظم هو أحد الأحداث الفيزيائية الفلكية. يرجع ذلك أساسًا إلى الطاقة التي يوفرها المستعر الأعظم ، وتحدث عملية الاندماج النوى التي يتم تحطيمها معًا. ينتج عن هذا توفير الطاقة الكافية إنتاج عناصر وتوليف نواة جديدة كاملة من خلال الجمع بين النوى. إنه أحد أمثلة الاندماج النووي.

أمثلة على الاندماج النووي
صورة ائتمانات: صور Pixabay المجانية

التركيب النووي النجمي

يُلاحظ أساسًا أنه المصدر الرئيسي للطاقة في حالة النجوم ، حتى الشمس. إنه أحد أمثلة الاندماج النووي. هنا ، هناك تحطيم أو اصطدام ذرات الهيدروجين التي تكون ذرات أخف نسبيًا معًا ، يتبعها توليد الطاقة بأي شكل من أشكالها. هذه الظاهرة مدعومة بوجود ضغط ودرجة حرارة مرتفعين للغاية في النجوم. يليه كذلك الحرارة النجمية و ضوء.

اندماج نووي حراري

عندما يتم تسخين المادة بدرجة كافية لتصبح بلازما ، تزداد الطاقة الحركية الحرارية التي تحتويها الجسيمات ؛ هذه الجسيمات عرضة للانصهار لأنها تتعرض للتصادم فيما بينها. يمكن رؤية كمية لا تصدق من الطاقة ليتم إخراجها ، والتي يمكن أن تكون خارجة عن السيطرة في حالة الأسلحة النووية الحرارية. من أجل تحقيق اندماج نووي حراري يمكن التحكم فيه ، يتم النظر في استخدام المجالات المغناطيسية بحيث يكون من الممكن حجز البلازما. إنه أحد أمثلة الاندماج النووي.

اصطدام شعاع الانصهار

ويغطي تفاعلات اندماج أيونات الضوء ، التي تحدثها الجسيمات التي تمتلك طاقات حركية كافية تساهم بها مسرعات الجسيمات. يتم تحقيق الاندماج ، في هذه الحالة ، بشكل أساسي عن طريق تسريع أيونات الضوء ، ويتم ذلك باستخدام أقطاب كهربائية (زوج). يمكن أن يكون الجهد بين هذه الأقطاب أقل من 10 كيلو فولت حتى يحدث الاندماج. بشكل عام ، يتم عمل تيارين أيونيين للإسراع تجاه بعضهما البعض بحيث يحدث اندماج حزمة الحزمة.

مولدات النيوترونات

مولدات النيوترونات هي في الأساس أجهزة صغيرة يتم تركيبها كمسرعات للجسيمات. تحتوي هذه الأجهزة على أيونات الديوتيريوم وغاز التريتيوم والتي يمكن تسريعها ضد أهداف معينة تمتلك أيضًا نفس الغاز بحيث يمكن أن يحدث الاندماج جنبًا إلى جنب مع إنتاج وإطلاق النيوترونات. إنه أحد أمثلة الاندماج النووي.

مون كاتالانصهار alyzed

إنه أحد أمثلة الاندماج النووي. في درجات الحرارة العادية ، يُعتقد أن عملية الاندماج التي يتم تحفيزها بواسطة الميونات تحدث. ولكن ، هناك حاجة إلى طاقة عالية لإنتاج الميونات والتي تزيد عند مقارنتها بالطاقة المنبعثة أثناء هذا التفاعل.

نجوم

هنا ، هناك تحطيم أو اصطدام ذرات الهيدروجين معًا وهي ذرات أخف نسبيًا ، يتبعها توليد الطاقة بأي شكل من أشكالها. هذه الظاهرة مدعومة بوجود ضغط ودرجة حرارة مرتفعين للغاية في النجوم. من المعروف أن الهيدروجين هو الأخف وزنا في الجدول الدوري. في الوقت نفسه ، من المعروف أن الهيليوم الذي تشكل بسبب اندماج نظائر الهيدروجين هو أخف عنصر بجانب الهيدروجين. قبل وبعد التفاعل ، هناك فرق ملحوظ في الطاقة النووية طاقة الربط، والتي بدورها تشكّل طريقًا لإحداث فرق بين الجماهير.

صورة ائتمانات: صور Pixabay المجانية

على الارض

على الأرض ، يمكن تحقيق تفاعل الاندماج عن طريق اصطدام أو تحطيم نظيري الهيدروجين ، وهما الديوتيريوم والتريتيوم ، مما يؤدي بعد ذلك إلى تكوين الهيليوم. نحن نعلم أن الهيدروجين هو ببساطة مزيج من بروتون واحد وإلكترون. في الوقت نفسه ، لوحظ وجود نيوترون إضافي في حالة الديوتيريوم. وبالمثل ، يُعتقد أن التريتيوم يحتوي على نيوترونين إضافيين مقارنة بالهيدروجين.

صورة ائتمانات: صور Pixabay المجانية

مياه البحر

في مياه البحر الشائعة ، يمكننا القول من خلال فحص أنه في كل 6,500 جزء من الماء ، يوجد جزء واحد من الديوتيريوم. هذا يمكن أن يزيل مسألة التوزيع غير المنتظم لموارد الوقود جغرافياً حيث يوجد الديوتيريوم على مستوى العالم. هذا هو الدليل على وجود الوقود الذي يتيح الاندماج إذا كان هناك احتمال وجود الماء. إنه أحد أمثلة الاندماج النووي.

صورة ائتمانات: صور مجانية pixabay

داخل الذرة

في الذرة ، يتم إنشاء بلازما أو غاز مؤين عن طريق استخلاص الإلكترونات من نواة الذرة. هنا ، لوحظ أن النوى المشحونة إيجابياً يتم الحفاظ عليها لتكون بعيدة عن بعضها البعض بسبب وجود قوى ، خاصة القوة الكهروستاتيكية بينهما. أيضًا ، يتم إنتاج عناصر ونوى مختلفة عن طريق دمج بعض النوى أو العناصر الأخف الموجودة داخل الذرة. هذا الاندماج النووي قادر على توفير كمية هائلة من الطاقة بشكل لا يصدق.

صورة ائتمانات: صور Pixabay المجانية

الأسئلة المتداولة | أسئلة وأجوبة

كيف يمكنك توليد الطاقة عن طريق الاندماج؟

في النجوم ، وجد أن عملية إنتاج الطاقة الأساسية ليست سوى اندماج.

كما وجد أن هناك كمية كبيرة من الطاقة (على شكل حرارة) يتم التنقيب عنها خلال ظاهرة الاندماج. تنتج الطاقة المتولدة عن التحول الشامل في شكل طاقة يقال إنها ضاعت أثناء العملية. هذا تحت حكم صيغة أينشتاين.

ما وجد ليحدثنانوغرام أثناء اندماج نووي؟

في حالة الانصهار النووي، في الأساس ، يتم تكوين النوى لتتحد وتعيد توحيدها.

في الغلاف الجوي ، يمكننا أن نلاحظ تفاعلًا بين أي ذرتين تلتصقان أو تتحدان معًا بحيث ينتهي بهما الأمر بتكوين نوى ذرية مختلفة ، والتي هي واحدة أو أكثر من حيث العدد ، وكذلك بعض الجسيمات دون الذرية ، وهي البروتونات والنيوترونات.

أي من الظواهر الطبيعية تصور الاندماج بشكل أفضل؟

يمكن رؤية أفضل وصف للاندماج في قلب الشمس.

 وجد أن درجة الحرارة في قلب الشمس أقرب إلى 15 مليون درجة. درجة مئوية؛ إلى جانب درجة الحرارة المرتفعة بشكل لا يصدق ، فإنها تمتلك أيضًا ضغطًا مرتفعًا جدًا. بسبب هذه الظروف ، يتشكل الهيليوم من خلال الجمع بين نظيرين للهيدروجين والديوتيريوم والتريتيوم. هناك إنتاج كمية كبيرة بشكل لا يصدق من الحرارة ، أحد أشكال الطاقة.

في المتوسط ​​، تبلغ كمية الهيدروجين التي تتحول إلى هيليوم حوالي 600 مليون طن لكل وحدة ثانية.

كيف يمكن تحقيق الاندماج النووي على الأرض؟

نحن نعلم أن الهيدروجين هو ببساطة مزيج من بروتون واحد وإلكترون.

على الأرض ، يمكن تحقيق تفاعل الاندماج عن طريق اصطدام أو تحطيم اثنين من نظائر الهيدروجين ، وهما الديوتيريوم والتريتيوم ، مما يؤدي بعد ذلك إلى تكوين الهيليوم. نلاحظ وجود نيوترون إضافي في حالة الديوتيريوم. وبالمثل ، يُعتقد أن التريتيوم يحتوي على نيوترونين إضافيين مقارنة بالهيدروجين.

Harshitha HN

مرحبًا ..... أنا Harshitha H N. لقد أكملت درجة الماجستير في الفيزياء من جامعة ميسور بتخصص في الفيزياء النووية. أنا على دراية جيدة بمجال Latex وبرامج GAMESS وبرامج AVAGADRO. أنا أستمتع باستكشاف أشياء جديدة في وقت فراغي. تهدف مقالتي دائمًا إلى تطوير وإضفاء بعض القيمة على الطاولة مع الموضوعات ذات الصلة. دعنا نتواصل عبر LinkedIn- https://www.linkedin.com/in/harshitha-hn-368418249

آخر المقالات