Wanneer begin kernfusie? 7 feite wat jy moet weet!

Kernfusie is die samesmelting van twee ligter kerne om 'n groter kern te vorm met 'n mate van energievrystelling. Kom ons bespreek die begin van kernfusie.

Kernfusie begin wanneer twee ligter kerne wat oor 'n sekere afstand geskei is, mekaar teen hoë spoed nader om die elektrostatiese afstoting tussen hulle te oorkom. Op 'n baie klein afstand ervaar twee kerne 'n sterk kernkrag wat veroorsaak dat hulle in 'n enkele swaar kern saamsmelt.

’n Ligter kern bestaan ​​uit protone; dus sal daar net afstoot tussen hulle wees, so om hulle te kombineer is moeiliker. Albei kerne ervaar 'n sterk kernkrag op 'n kort afstand wat twee ligter kerne in een kombineer. In hierdie pos sal ons meer feite oor kernfusie leer.

Wanneer begin kernfusie in 'n ster se lewe?

Sterre word gemaak van waterstof en helium, wat die ligste elemente is. Kom ons kyk nou na die smeking van kernfusie in sterre.

Die kernfusie in sterre begin wanneer dit warm genoeg is om die Coulomb-versperring tussen elemente te oorkom. Die waterstofatome in die ster bots met mekaar om 'n groot hoeveelheid hitte te produseer. Hierdie proses gaan voort totdat die temperatuur 15000000°C bereik.

By baie hoë temperature het die waterstof saamgesmelt om deuterium te vorm. Die deuteriummolekules ondergaan verder kernfusie om helium te vorm. Die helium, wat dus deur die kernreaksie gevorm word, is die ster se hoofenergiebron.

Waar begin samesmelting in 'n ster se lewensiklus?

'n Ster se lewe begin as 'n eenvoudige waterstofgas binne 'n newel wat deur sy swaartekrag saamgetrek word. Kom ons kyk na waar die samesmeltingsreaksie in die ster voorkom.

Kernfusie begin by die protoster se kern, die aanvanklike stadium van 'n ster. Die waterstofgas in 'n newel draai baie vinnig en word verhit om 'n protoster te word. Wanneer die protoster 'n miljoen grade temperatuur bereik, begin die samesmelting van waterstofgas om 'n groot kern te gee by sy kern of middelpunt.

Image: Kernfusie reaksie by Uwe W., (CC BY-SA 3.0)

Voorwaardes vir kernfusie

Kernfusie word bewerkstellig deur die twee ligter elemente te beperk. Sommige voorwaardes moet vol wees om die element te beperk. Laat weet ons die toestand wat nodig is vir samesmelting.

  • Hoë temperatuur – 'n baie hoë temperatuur laat die ligter kerne toe om die elektriese afstoting wat tussen die protone uitgeoefen word, te oorkom.
  • Hoë druk – hoë druk druk twee kerne saam. Hulle moet binne die omvang van 10 wees-15 m om hulle te versmelt. Die intense magnetiese veld word gewoonlik gebruik om hoë druk in die laboratorium te skep.
  • Voldoende digtheid – By hoë temperature bestaan ​​die kern wat saamgesmelt moet word in die plasmatoestand. Die digtheid moet hoog wees by die plasmatoestand om die botsing tussen twee kerne te verseker.
  • Beperkingstyd – 'n noodsaaklike maatstaf vir die voorkoms van kernfusie is bevallingstyd. Die tydsduur hou die plasma binne die gedefinieerde volume afhangende van temperatuur en digtheid om kernfusie te verseker.

Watter stadium begin kernfusie?

Kernfusie vind nie natuurlik plaas nie, en die materie word nie bewaar nie aangesien sommige massa van die saamgesmelte kerne as energie vrygestel word. Kom ons konsentreer op die beginstadium van kernfusie.

Kernfusie begin wanneer die proton van die twee atoomkerne wat na mekaar kyk, teen 'n hoë temperatuur verhit word en met hoë snelheid beweeg om te bots om die swaarder kern te vorm. Die nuutgevormde kern is weer geneig om na die derde proton te beweeg om saam te smelt met die vrystelling van energie.

Temperatuur benodig vir kernfusie

Temperatuur is die kinetiese energie wat nodig is om die kerne te versmelt, word geassosieer met temperatuur. Laat weet ons watter temperatuur benodig word vir samesmelting.

Die temperatuur benodig vir kernfusie is minstens 100 miljoen grade Celsius. Die minimum temperatuur van 107K is noodsaaklik om kernfusie te begin. Die kinetiese energie van die kerne neem toe met die temperatuur; dus oorkom hulle die afstoot en veroorsaak samesmelting.

Hoe begin kernfusie?

Waterstof en helium is die twee elemente wat verkies word vir kernfusie. Kom ons konsentreer op die feit dat dit kernfusie aanmoedig.

Kernfusie begin deur waterstofgas te verhit. Die waterstofgas verander in plasma met die toename in temperatuur. Die proton verkry maksimum kinetiese energie by die plasmatoestand en is gereed om nog 'n proton te breek; dus sal aantreklike kernkrag tussen hulle swaarder weeg as die elektriese afstoting.

Wanneer eindig kernfusie?

Kernfusie is 'n eksotermiese reaksie wat 'n massiewe hoeveelheid energie in die vorm van hitte vrystel. Kom ons fokus nou op hoe kernfusie vertraag kan word.

Kernfusie is feitlik 'n onbeperkte energiebron; dit sal duur totdat geen proton beskikbaar is om 'n verdere reaksie te veroorsaak nie. As die temperatuur daal, sal plasma natuurlik eindig, wat die einde van kernfusie veroorsaak omdat kernfusie slegs moontlik is in die plasmatoestand van materie.

Gevolgtrekking

Kom ons sluit hierdie pos af deur te sê dat kernfusie die rede is waarom die son bestaan. Kernfusie vind elke sekonde in die son plaas, wat veroorsaak dat hulle gloei. Dus beskou ons kernfusie as die hoofbron van hernubare energie. Dit is moeilik om kernfusie in die laboratorium te bewerkstellig, aangesien dit hoogs onmoontlik is om hoë temperature te genereer.

Scroll na bo