الإندماج النووي

 

الطاقة الشمسية Solar Energy :
يفسر العلماء طاقة النجوم بحدوث تفاعلات اندماج نووي في باطنها , فنظراً لارتفاع درجة حرارة باطن النجم والتي قد تصل إلى 15 مليون كلفن كما في الشمس وكذلك كبر الضغط , جعل العالم بيثيه Bethe يفترض أن مصدر الطاقة الشمسية هو الإندماج النووي الذي يحدث بين أنوية الهيدروجين لتكوين أنوية الهيليوم , وأثناء ذلك تنتج الطاقة الشمسية الهائلة . واقترح بيثيه دورة تسمى دورة البروتون ـ البروتون في الشمس موضحة في جدول .

تبدأ هذه الدورة بتصادم بروتونين (  ) لتكوين ديوترون (  ) وينتج بوزيترون (e⁺) ونيوترينو (u)  وعندما يتكون الديوترون فإنه يصطدم ببروتون آخر خلال ثواني ويكوّن نواة الهيليوم  (  ) ثم تتصادم نواتي الهيليوم (   ) الناتجتين من تفاعلين مستقلين ,وتكوّن (  ) المستقر وبروتونين .

 وبنظرة شاملة لما يحدث في دورة البروتون ـ البروتون , فإن ما يحدث فعلياً هو اندماج 4 بروتونات لتكوين نواة هيليوم وبوزيترونين وبانتاج كمية من الطاقة (ط) ويمكن حسابها :

ط = [ 4 ك _{البروتون} ـ ك _{الهيليوم} ـ 2 ك _{الكترون} ] س²
حيث س : سرعة الضوء

ثم لننظر ما يحدث للبوزيترونين الناتجين , إن ما يحدث فعلياً هو إفناء الكترونين مع البوزيترونين وتحويل الكتل إلى أشعة جاما  ط َ )

طَ = 4 ك _{الكترون} × س² 

وبذلك تكون الطاقة الناتجة من الدورة = 4 ( ك _بروتون + ك _{الكترون} ) س² ـ ( ك _{الهيليوم} + 2 ك _{الكترون} ) س²

                                                = 4 [ ك _{البروتون} ـ ك _{الهيليوم} ]

وبذلك تكون الطاقة الناتجة = [ 4(1.00873) ـ (4.00260 )] (931 )

                                  = 26.7 مليون الكترون فولت