సూర్యునిపై థర్మోన్యూక్లియర్ ఫ్యూజన్ గురించి ఆలోచనల పుట్టుక మరియు అభివృద్ధి ప్రక్రియను అర్థం చేసుకోవడానికి, ఈ ప్రక్రియను అర్థం చేసుకోవడం గురించి మానవ ఆలోచనల చరిత్రను తెలుసుకోవడం అవసరం. నియంత్రిత థర్మోన్యూక్లియర్ రియాక్టర్‌ను రూపొందించడంలో అనేక కరగని సైద్ధాంతిక మరియు సాంకేతిక సమస్యలు ఉన్నాయి, దీనిలో థర్మోన్యూక్లియర్ ఫ్యూజన్‌ను నియంత్రించే ప్రక్రియ జరుగుతుంది. చాలా మంది శాస్త్రవేత్తలకు, ముఖ్యంగా సైన్స్ అధికారులకు ఈ సమస్య చరిత్ర గురించి తెలియదు.
సూర్యునిపై థర్మోన్యూక్లియర్ ఫ్యూజన్ గురించి మానవాళి యొక్క అవగాహన మరియు అవగాహన యొక్క చరిత్ర యొక్క అజ్ఞానం థర్మోన్యూక్లియర్ రియాక్టర్ల సృష్టికర్తల తప్పు చర్యలకు దారితీసింది. నియంత్రిత థర్మోన్యూక్లియర్ రియాక్టర్‌ను రూపొందించడంలో అరవై ఏళ్ల పని వైఫల్యం మరియు అనేక అభివృద్ధి చెందిన దేశాలు భారీ మొత్తంలో డబ్బును వృధా చేయడం ద్వారా ఇది నిరూపించబడింది. అత్యంత ముఖ్యమైన మరియు తిరస్కరించలేని రుజువు: నియంత్రిత థర్మోన్యూక్లియర్ రియాక్టర్ 60 సంవత్సరాలుగా సృష్టించబడలేదు. అంతేకాకుండా, మీడియాలో బాగా తెలిసిన శాస్త్రీయ అధికారులు 30 ... 40 సంవత్సరాలలో నియంత్రిత థర్మోన్యూక్లియర్ రియాక్టర్ (CTR) సృష్టిని వాగ్దానం చేస్తారు.
2. ఓకామ్ రేజర్
"Occam's Razor" అనేది ఆంగ్ల ఫ్రాన్సిస్కాన్ సన్యాసి మరియు నామినాలిస్ట్ తత్వవేత్త విలియం పేరు మీద ఉన్న పద్దతి సూత్రం. సరళీకృత రూపంలో, ఇది ఇలా చెబుతోంది: “అవసరం లేకుండా మీరు ఇప్పటికే ఉన్న వస్తువులను గుణించకూడదు” (లేదా “ఖచ్చితంగా అవసరమైతే తప్ప మీరు కొత్త ఎంటిటీలను ఆకర్షించకూడదు”). ఈ సూత్రం మెథడాలాజికల్ రిడక్షనిజం యొక్క ఆధారాన్ని ఏర్పరుస్తుంది, దీనిని పార్సిమోనీ సూత్రం లేదా ఆర్థిక వ్యవస్థ అని కూడా పిలుస్తారు. కొన్నిసార్లు సూత్రం ఈ పదాలలో వ్యక్తీకరించబడుతుంది: "తక్కువవారు వివరించగలిగేది గొప్పవారిచే వ్యక్తపరచబడకూడదు."
ఆధునిక విజ్ఞాన శాస్త్రంలో, Occam's Razor సాధారణంగా ఒక దృగ్విషయం యొక్క అనేక తార్కికంగా స్థిరమైన నిర్వచనాలు లేదా వివరణలు ఉన్నట్లయితే, అప్పుడు సరళమైన దానిని సరైనదిగా పరిగణించాలని సూచించే మరింత సాధారణ సూత్రాన్ని సూచిస్తుంది.
సూత్రం యొక్క కంటెంట్ క్రింది విధంగా సరళీకృతం చేయబడుతుంది: ఈ దృగ్విషయాన్ని సరళమైన చట్టాల ద్వారా వివరించగలిగితే ఒక దృగ్విషయాన్ని వివరించడానికి సంక్లిష్ట చట్టాలను పరిచయం చేయవలసిన అవసరం లేదు. ఇప్పుడు ఈ సూత్రం శాస్త్రీయ విమర్శనాత్మక ఆలోచన యొక్క శక్తివంతమైన సాధనం. ఒకామ్ స్వయంగా ఈ సూత్రాన్ని భగవంతుని ఉనికిని నిర్ధారించడానికి రూపొందించాడు. వారికి, అతని అభిప్రాయం ప్రకారం, క్రొత్తదాన్ని పరిచయం చేయకుండా ప్రతిదీ ఖచ్చితంగా వివరించవచ్చు.
ఇన్ఫర్మేషన్ థియరీ భాషలో సంస్కరించబడిన, Occam's Razor సూత్రం అత్యంత ఖచ్చితమైన సందేశం కనీస పొడవు యొక్క సందేశం అని పేర్కొంది.
ఆల్బర్ట్ ఐన్స్టీన్ ఓకామ్స్ రేజర్ సూత్రాన్ని ఈ క్రింది విధంగా సంస్కరించాడు: "అంతా సాధ్యమైనంత వరకు సరళీకరించబడాలి, కానీ ఇకపై కాదు."
3. సూర్యునిపై థర్మోన్యూక్లియర్ ఫ్యూజన్ గురించి మానవాళి యొక్క అవగాహన మరియు ప్రదర్శన ప్రారంభం గురించి
చాలా కాలంగా, భూమిపై నివసించే వారందరూ సూర్యుడు భూమిని వేడిచేస్తాడనే వాస్తవాన్ని అర్థం చేసుకున్నారు, అయితే సౌర శక్తి యొక్క మూలాలు అందరికీ అస్పష్టంగానే ఉన్నాయి. 1848లో, రాబర్ట్ మేయర్ మెటోరైట్ పరికల్పనను ముందుకు తెచ్చాడు, దీని ప్రకారం సూర్యుడు ఉల్కల ద్వారా బాంబులు వేయడం ద్వారా వేడి చేయబడుతుంది. అయినప్పటికీ, అవసరమైన సంఖ్యలో ఉల్కలతో, భూమి కూడా బాగా వేడెక్కుతుంది; అదనంగా, భూమి యొక్క భౌగోళిక పొరలు ప్రధానంగా ఉల్కలను కలిగి ఉంటాయి; చివరకు, సూర్యుని ద్రవ్యరాశి పెరగవలసి వచ్చింది మరియు ఇది గ్రహాల కదలికను ప్రభావితం చేస్తుంది.
అందువల్ల, 19వ శతాబ్దపు రెండవ భాగంలో, చాలా మంది పరిశోధకులు హెల్మ్‌హోల్ట్జ్ (1853) మరియు లార్డ్ కెల్విన్ అభివృద్ధి చేసిన అత్యంత ఆమోదయోగ్యమైన సిద్ధాంతాన్ని పరిగణించారు, వీరు సూర్యుడు నెమ్మదిగా గురుత్వాకర్షణ కుదింపు ("కెల్విన్-హెల్మ్‌హోల్ట్జ్ మెకానిజం") కారణంగా వేడి చేయబడతారని సూచించారు. ఈ మెకానిజం ఆధారంగా గణనలు సూర్యుని గరిష్ట వయస్సు 20 మిలియన్ సంవత్సరాలుగా అంచనా వేయబడ్డాయి మరియు ఆ తర్వాత సూర్యుడు 15 మిలియన్ల కంటే ఎక్కువ కాలం వెళ్లలేడు.అయితే, ఈ పరికల్పన శిలల వయస్సుపై భౌగోళిక డేటాకు విరుద్ధంగా ఉంది, ఇది సూచించింది. చాలా ఎక్కువ గణాంకాలు. ఉదాహరణకు, వెండియన్ నిక్షేపాల కోత కనీసం 300 మిలియన్ సంవత్సరాల పాటు కొనసాగిందని చార్లెస్ డార్విన్ పేర్కొన్నాడు. అయినప్పటికీ, బ్రోక్‌హాస్ మరియు ఎఫ్రాన్ ఎన్సైక్లోపీడియా గురుత్వాకర్షణ నమూనాను మాత్రమే ఆమోదయోగ్యమైనదిగా పరిగణించింది.
20వ శతాబ్దంలో మాత్రమే ఈ సమస్యకు "సరైన" పరిష్కారం కనుగొనబడింది. సూర్యుని అంతర్గత శక్తికి మూలం రేడియోధార్మిక క్షయం అని రూథర్‌ఫోర్డ్ మొదట్లో ఊహించాడు. 1920లో, ఆర్థర్ ఎడింగ్టన్ సూర్యుని అంతర్భాగంలో పీడనం మరియు ఉష్ణోగ్రత చాలా ఎక్కువగా ఉన్నందున అక్కడ థర్మోన్యూక్లియర్ ప్రతిచర్యలు జరుగుతాయని, దీనిలో హైడ్రోజన్ న్యూక్లియైలు (ప్రోటాన్లు) హీలియం-4 న్యూక్లియస్‌గా కలిసిపోతాయని సూచించారు. తరువాతి ద్రవ్యరాశి నాలుగు ఉచిత ప్రోటాన్ల ద్రవ్యరాశి కంటే తక్కువగా ఉంటుంది కాబట్టి, ఐన్స్టీన్ సూత్రం ప్రకారం, ఈ ప్రతిచర్యలో ద్రవ్యరాశిలో భాగం ఇ = mc 2, శక్తిగా మారుతుంది. సూర్యుని కూర్పులో హైడ్రోజన్ ఎక్కువగా ఉంటుందనే వాస్తవం 1925లో సిసిలియా పేన్ ద్వారా నిర్ధారించబడింది.
న్యూక్లియర్ ఫ్యూజన్ సిద్ధాంతాన్ని ఖగోళ భౌతిక శాస్త్రవేత్తలు చంద్రశేఖర్ మరియు హన్స్ బెతే 1930లలో అభివృద్ధి చేశారు. సౌరశక్తికి మూలమైన రెండు ప్రధాన థర్మోన్యూక్లియర్ ప్రతిచర్యలను బేతే వివరంగా లెక్కించారు. చివరగా, 1957 లో, మార్గరెట్ బర్బ్రిడ్జ్ యొక్క "సింథసిస్ ఆఫ్ ఎలిమెంట్స్ ఇన్ స్టార్స్" కనిపించింది, దీనిలో ఇది చూపబడింది మరియు విశ్వంలోని చాలా మూలకాలు నక్షత్రాలలో సంభవించే న్యూక్లియోసింథసిస్ ఫలితంగా ఉద్భవించాయని సూచించింది.
4. సూర్యుని అంతరిక్ష పరిశోధన
ఖగోళ శాస్త్రవేత్తగా ఎడింగ్టన్ యొక్క మొదటి రచనలు నక్షత్రాల కదలికలు మరియు నక్షత్ర వ్యవస్థల నిర్మాణం యొక్క అధ్యయనానికి సంబంధించినవి. కానీ అతని ప్రధాన యోగ్యత ఏమిటంటే అతను నక్షత్రాల అంతర్గత నిర్మాణం యొక్క సిద్ధాంతాన్ని సృష్టించాడు. దృగ్విషయం యొక్క భౌతిక సారాంశంలోకి లోతుగా చొచ్చుకుపోవడం మరియు సంక్లిష్ట గణిత గణనల పద్ధతులపై పట్టు సాధించడం వలన నక్షత్రాల అంతర్గత నిర్మాణం, నక్షత్రాల మధ్య స్థితి, నక్షత్రాల కదలిక మరియు పంపిణీ వంటి ఖగోళ భౌతిక శాస్త్ర రంగాలలో ఎడింగ్టన్ అనేక ప్రాథమిక ఫలితాలను పొందగలిగారు. గెలాక్సీలో.
ఎడింగ్టన్ కొన్ని ఎర్రటి జెయింట్ నక్షత్రాల వ్యాసాలను లెక్కించాడు మరియు సిరియస్ నక్షత్రం యొక్క మరగుజ్జు ఉపగ్రహం యొక్క సాంద్రతను నిర్ణయించాడు - ఇది అసాధారణంగా ఎక్కువ అని తేలింది. నక్షత్రం యొక్క సాంద్రతను నిర్ణయించడంలో ఎడింగ్టన్ యొక్క పని సూపర్డెన్స్ (డీజెనరేట్) వాయువు యొక్క భౌతిక శాస్త్రం అభివృద్ధికి ప్రేరణనిచ్చింది. ఎడింగ్టన్ ఐన్స్టీన్ యొక్క సాధారణ సాపేక్ష సిద్ధాంతానికి మంచి వ్యాఖ్యాత. అతను ఈ సిద్ధాంతం ద్వారా అంచనా వేయబడిన ప్రభావాలలో ఒకదాని యొక్క మొదటి ప్రయోగాత్మక పరీక్షను నిర్వహించాడు: భారీ నక్షత్రం యొక్క గురుత్వాకర్షణ క్షేత్రంలో కాంతి కిరణాల విక్షేపం. అతను 1919లో సూర్యుని యొక్క సంపూర్ణ గ్రహణం సమయంలో దీన్ని చేయగలిగాడు. ఇతర శాస్త్రవేత్తలతో కలిసి, ఎడింగ్టన్ నక్షత్రాల నిర్మాణం గురించి ఆధునిక జ్ఞానానికి పునాదులు వేశాడు.
5. థర్మోన్యూక్లియర్ ఫ్యూజన్ - దహనం!?
దృశ్యపరంగా, థర్మోన్యూక్లియర్ ఫ్యూజన్ అంటే ఏమిటి? ప్రాథమికంగా ఇది దహనం. కానీ ఇది స్థలం యొక్క యూనిట్ వాల్యూమ్‌కు చాలా ఎక్కువ శక్తి యొక్క దహన అని స్పష్టంగా తెలుస్తుంది. మరియు ఇది ఆక్సీకరణ ప్రక్రియ కాదని స్పష్టమవుతుంది. ఇక్కడ, దహన ప్రక్రియలో, ఇతర అంశాలు పాల్గొంటాయి, ఇది కూడా బర్న్, కానీ ప్రత్యేక భౌతిక పరిస్థితుల్లో.
దహనాన్ని గుర్తుంచుకుందాం.
రసాయన దహనం అనేది థర్మల్ రేడియేషన్, కాంతి మరియు రేడియంట్ ఎనర్జీ విడుదలతో మండే మిశ్రమం యొక్క భాగాలను దహన ఉత్పత్తులుగా మార్చే సంక్లిష్ట భౌతిక మరియు రసాయన ప్రక్రియ.
రసాయన దహన దహన అనేక రకాలుగా విభజించబడింది.
సబ్సోనిక్ దహన (డీఫ్లగ్రేషన్), పేలుడు మరియు విస్ఫోటనం వలె కాకుండా, తక్కువ వేగంతో సంభవిస్తుంది మరియు షాక్ వేవ్ ఏర్పడటంతో సంబంధం లేదు. సబ్సోనిక్ దహన సాధారణ లామినార్ మరియు అల్లకల్లోల జ్వాల వ్యాప్తిని కలిగి ఉంటుంది, అయితే సూపర్సోనిక్ దహన విస్ఫోటనం కలిగి ఉంటుంది.
దహన ఉష్ణ మరియు గొలుసుగా విభజించబడింది. థర్మల్ దహన అనేది రసాయన ప్రతిచర్యపై ఆధారపడి ఉంటుంది, ఇది విడుదలైన వేడిని చేరడం వల్ల ప్రగతిశీల స్వీయ-త్వరణంతో కొనసాగవచ్చు. గొలుసు దహనం తక్కువ ఒత్తిడి వద్ద కొన్ని గ్యాస్-ఫేజ్ ప్రతిచర్యలలో సంభవిస్తుంది.
తగినంత పెద్ద థర్మల్ ఎఫెక్ట్స్ మరియు యాక్టివేషన్ ఎనర్జీలతో అన్ని ప్రతిచర్యలకు థర్మల్ స్వీయ-త్వరణం కోసం షరతులు అందించబడతాయి.
దహనం స్వీయ-జ్వలన ఫలితంగా ఆకస్మికంగా ప్రారంభమవుతుంది లేదా జ్వలన ద్వారా ప్రారంభించబడుతుంది. స్థిరమైన బాహ్య పరిస్థితులలో, నిరంతర దహన ప్రక్రియ యొక్క ప్రధాన లక్షణాలు - ప్రతిచర్య రేటు, ఉష్ణ విడుదల శక్తి, ఉష్ణోగ్రత మరియు ఉత్పత్తుల కూర్పు - కాలక్రమేణా మారవు లేదా ఆవర్తన మోడ్‌లో, ఈ లక్షణాలు ఉన్నప్పుడు స్థిరమైన రీతిలో సంభవించవచ్చు. వాటి సగటు విలువల చుట్టూ హెచ్చుతగ్గులు ఉంటాయి. ఉష్ణోగ్రతపై ప్రతిచర్య రేటు యొక్క బలమైన నాన్ లీనియర్ డిపెండెన్స్ కారణంగా, దహన బాహ్య పరిస్థితులకు చాలా సున్నితంగా ఉంటుంది. దహన యొక్క ఇదే లక్షణం అదే పరిస్థితులలో (హిస్టెరిసిస్ ప్రభావం) అనేక స్థిరమైన మోడ్‌ల ఉనికిని నిర్ణయిస్తుంది.
వాల్యూమెట్రిక్ దహన ఉంది, ఇది అందరికీ తెలిసినది మరియు తరచుగా రోజువారీ జీవితంలో ఉపయోగించబడుతుంది.
వ్యాప్తి దహనం.ఇది దహన మండలానికి ఇంధనం మరియు ఆక్సిడైజర్ యొక్క ప్రత్యేక సరఫరా ద్వారా వర్గీకరించబడుతుంది. భాగాల మిక్సింగ్ దహన జోన్లో జరుగుతుంది. ఉదాహరణ: రాకెట్ ఇంజిన్‌లో హైడ్రోజన్ మరియు ఆక్సిజన్ దహనం.
ముందుగా మిశ్రమ మాధ్యమం యొక్క దహనం.పేరు సూచించినట్లుగా, ఇంధనం మరియు ఆక్సిడైజర్ రెండూ ఉండే మిశ్రమంలో దహనం జరుగుతుంది. ఉదాహరణ: స్పార్క్ ప్లగ్ ద్వారా ప్రక్రియ ప్రారంభించిన తర్వాత అంతర్గత దహన యంత్రం యొక్క సిలిండర్‌లో గ్యాసోలిన్-గాలి మిశ్రమం యొక్క దహన.
నిప్పులేని దహనం.సాంప్రదాయిక దహన వలె కాకుండా, ఆక్సీకరణ జ్వాల మరియు మంటను తగ్గించే మండలాలు గమనించినప్పుడు, మంటలేని దహన కోసం పరిస్థితులను సృష్టించడం సాధ్యమవుతుంది. తగిన ఉత్ప్రేరకం యొక్క ఉపరితలంపై సేంద్రీయ పదార్ధాల ఉత్ప్రేరక ఆక్సీకరణ ఒక ఉదాహరణ, ఉదాహరణకు, ప్లాటినం నలుపుపై ఇథనాల్ యొక్క ఆక్సీకరణ.
స్మోల్డరింగ్.ఒక రకమైన దహనం, దీనిలో మంట ఏర్పడదు మరియు దహన జోన్ నెమ్మదిగా పదార్థం అంతటా వ్యాపిస్తుంది. స్మోల్డరింగ్ సాధారణంగా పోరస్ లేదా పీచు పదార్థాలలో ఎక్కువగా గాలిని కలిగి ఉంటుంది లేదా ఆక్సిడైజింగ్ ఏజెంట్లతో కలిపి ఉంటుంది.
ఆటోజెనస్ దహన.స్వయం నిరంతర దహనం. వ్యర్థాలను కాల్చే సాంకేతికతలలో ఈ పదాన్ని ఉపయోగిస్తారు. వ్యర్థాల యొక్క ఆటోజెనస్ (స్వీయ-స్థిరమైన) దహన సంభావ్యత బ్యాలస్టింగ్ భాగాల గరిష్ట కంటెంట్ ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది: తేమ మరియు బూడిద.
జ్వాల అనేది స్థలం యొక్క ప్రాంతం, దీనిలో కనిపించే మరియు (లేదా) ఇన్‌ఫ్రారెడ్ రేడియేషన్‌తో కూడిన గ్యాస్ దశలో దహనం జరుగుతుంది.
కొవ్వొత్తి, లైటర్ లేదా అగ్గిపెట్టె మండినప్పుడు మనం గమనించే సాధారణ మంట వేడి వాయువుల ప్రవాహం, భూమి యొక్క గురుత్వాకర్షణ శక్తి కారణంగా నిలువుగా పొడుగుగా ఉంటుంది (వేడి వాయువులు పైకి పెరుగుతాయి).
6. సూర్యుని గురించి ఆధునిక భౌతిక మరియు రసాయన ఆలోచనలు
ప్రధాన లక్షణాలు:
ఫోటోస్పియర్ యొక్క కూర్పు:
సూర్యుడు మన సౌర వ్యవస్థ యొక్క కేంద్ర మరియు ఏకైక నక్షత్రం, దాని చుట్టూ ఈ వ్యవస్థ యొక్క ఇతర వస్తువులు తిరుగుతాయి: గ్రహాలు మరియు వాటి ఉపగ్రహాలు, మరగుజ్జు గ్రహాలు మరియు వాటి ఉపగ్రహాలు, గ్రహశకలాలు, ఉల్కలు, తోకచుక్కలు మరియు కాస్మిక్ ధూళి. సూర్యుని ద్రవ్యరాశి (సిద్ధాంతపరంగా) మొత్తం సౌర వ్యవస్థ మొత్తం ద్రవ్యరాశిలో 99.8%. సౌర వికిరణం భూమిపై జీవితానికి మద్దతు ఇస్తుంది (కిరణజన్య సంయోగక్రియ ప్రక్రియ యొక్క ప్రారంభ దశలకు ఫోటాన్లు అవసరం) మరియు వాతావరణాన్ని నిర్ణయిస్తాయి.
స్పెక్ట్రల్ వర్గీకరణ ప్రకారం, సూర్యుడు G2V రకానికి చెందినవాడు ("పసుపు మరగుజ్జు"). సూర్యుని ఉపరితల ఉష్ణోగ్రత 6000 K కి చేరుకుంటుంది, కాబట్టి సూర్యుడు దాదాపు తెల్లటి కాంతితో ప్రకాశిస్తాడు, కానీ భూమి యొక్క వాతావరణం ద్వారా స్పెక్ట్రం యొక్క స్వల్ప-తరంగ భాగాన్ని బలమైన వికీర్ణం మరియు శోషణ కారణంగా, సూర్యుని యొక్క ఉపరితలంపై ప్రత్యక్ష కాంతి మన గ్రహం ఒక నిర్దిష్ట పసుపు రంగును పొందుతుంది.
సౌర వర్ణపటంలో అయనీకరణం చేయబడిన మరియు తటస్థ లోహాలు, అలాగే అయనీకరణం చేయబడిన హైడ్రోజన్ పంక్తులు ఉంటాయి. మన పాలపుంత గెలాక్సీలో దాదాపు 100 మిలియన్ G2 నక్షత్రాలు ఉన్నాయి. అంతేకాకుండా, మన గెలాక్సీలోని 85% నక్షత్రాలు సూర్యుడి కంటే తక్కువ ప్రకాశవంతమైన నక్షత్రాలు (వాటిలో చాలా వరకు ఎరుపు మరుగుజ్జులు, ఇవి వాటి పరిణామ చక్రం చివరిలో ఉన్నాయి). అన్ని ప్రధాన శ్రేణి నక్షత్రాల మాదిరిగానే, సూర్యుడు థర్మోన్యూక్లియర్ ఫ్యూజన్ ద్వారా శక్తిని ఉత్పత్తి చేస్తాడు.
సూర్యుడి నుండి వచ్చే రేడియేషన్ భూమిపై శక్తికి ప్రధాన వనరు. దీని శక్తి సౌర స్థిరాంకం ద్వారా వర్గీకరించబడుతుంది - సూర్య కిరణాలకు లంబంగా ఒక యూనిట్ ప్రాంతం ప్రాంతం గుండా వెళుతున్న శక్తి మొత్తం. ఒక ఖగోళ యూనిట్ దూరంలో (అంటే భూమి యొక్క కక్ష్యలో), ఈ స్థిరాంకం సుమారుగా 1370 W/m2 ఉంటుంది.
భూమి యొక్క వాతావరణం గుండా వెళుతున్నప్పుడు, సౌర వికిరణం సుమారు 370 W/m2 శక్తిని కోల్పోతుంది మరియు 1000 W/m2 మాత్రమే భూమి యొక్క ఉపరితలం చేరుకుంటుంది (స్పష్టమైన వాతావరణంలో మరియు సూర్యుడు దాని అత్యున్నత స్థాయికి చేరుకున్నప్పుడు). ఈ శక్తిని వివిధ సహజ మరియు కృత్రిమ ప్రక్రియలలో ఉపయోగించవచ్చు. అందువలన, మొక్కలు కిరణజన్య సంయోగక్రియను ఉపయోగించి రసాయన రూపంలో (ఆక్సిజన్ మరియు సేంద్రీయ సమ్మేళనాలు) ప్రాసెస్ చేస్తాయి. సూర్యకిరణాల ద్వారా నేరుగా వేడి చేయడం లేదా ఫోటోసెల్‌లను ఉపయోగించి శక్తిని మార్చడం ద్వారా విద్యుత్తును (సౌర విద్యుత్ ప్లాంట్లు) ఉత్పత్తి చేయడానికి లేదా ఇతర ఉపయోగకరమైన పనిని నిర్వహించడానికి ఉపయోగించవచ్చు. సుదూర గతంలో, చమురు మరియు ఇతర రకాల శిలాజ ఇంధనాలలో నిల్వ చేయబడిన శక్తి కిరణజన్య సంయోగక్రియ ద్వారా కూడా పొందబడింది.
సూర్యుడు అయస్కాంత చురుకైన నక్షత్రం. ఇది బలమైన అయస్కాంత క్షేత్రాన్ని కలిగి ఉంటుంది, ఇది కాలక్రమేణా బలం మారుతుంది, సౌర గరిష్ట సమయంలో ప్రతి 11 సంవత్సరాలకు దిశను మారుస్తుంది. సూర్యుని యొక్క అయస్కాంత క్షేత్రంలోని వైవిధ్యాలు అనేక రకాల ప్రభావాలకు కారణమవుతాయి, వీటిని సౌర కార్యకలాపాలు అని పిలుస్తారు మరియు సూర్యరశ్మిలు, సౌర మంటలు, సౌర గాలిలో వైవిధ్యాలు మొదలైనవి వంటి దృగ్విషయాలను కలిగి ఉంటాయి మరియు భూమిపై ఇది అధిక మరియు అరోరాస్‌ను కలిగిస్తుంది. మధ్య అక్షాంశాలు మరియు భూ అయస్కాంత తుఫానులు, ఇది కమ్యూనికేషన్ల ఆపరేషన్, విద్యుత్తును ప్రసారం చేసే మార్గాలను ప్రతికూలంగా ప్రభావితం చేస్తుంది మరియు జీవులను ప్రతికూలంగా ప్రభావితం చేస్తుంది, దీనివల్ల ప్రజలలో తలనొప్పి మరియు బలహీనమైన ఆరోగ్యం (అయస్కాంత తుఫానులకు సున్నితంగా ఉండే వ్యక్తులు). సూర్యుడు మూడవ తరం (జనాభా I) యొక్క అధిక లోహ కంటెంట్ కలిగిన యువ నక్షత్రం, అనగా, ఇది మొదటి మరియు రెండవ తరాల నక్షత్రాల అవశేషాల నుండి ఏర్పడింది (వరుసగా జనాభా III మరియు II).
సూర్యుని యొక్క ప్రస్తుత వయస్సు (మరింత ఖచ్చితంగా, ప్రధాన క్రమంలో దాని ఉనికి యొక్క సమయం), నక్షత్ర పరిణామం యొక్క కంప్యూటర్ నమూనాలను ఉపయోగించి అంచనా వేయబడింది, ఇది సుమారు 4.57 బిలియన్ సంవత్సరాలు.
సూర్యుని జీవిత చక్రం.మాలిక్యులర్ హైడ్రోజన్ మేఘం యొక్క వేగవంతమైన గురుత్వాకర్షణ కుదింపు మన గెలాక్సీ ప్రాంతంలో టైప్ 1 T టౌరీ నక్షత్రం ఏర్పడటానికి దారితీసినప్పుడు సూర్యుడు సుమారు 4.59 బిలియన్ సంవత్సరాల క్రితం ఏర్పడినట్లు నమ్ముతారు.
సూర్యుడింత భారీ నక్షత్రం మొత్తం 10 బిలియన్ సంవత్సరాల పాటు ప్రధాన క్రమంలో ఉండాలి. ఈ విధంగా, సూర్యుడు ఇప్పుడు దాని జీవిత చక్రం మధ్యలో ఉన్నాడు. ప్రస్తుత దశలో, సోలార్ కోర్లో థర్మోన్యూక్లియర్ ప్రతిచర్యలు జరుగుతున్నాయి, హైడ్రోజన్‌ను హీలియంగా మారుస్తుంది. సూర్యుని కోర్లో ప్రతి సెకనుకు, దాదాపు 4 మిలియన్ టన్నుల పదార్థం రేడియంట్ శక్తిగా మార్చబడుతుంది, దీని ఫలితంగా సౌర వికిరణం మరియు సౌర న్యూట్రినోల ప్రవాహం ఏర్పడుతుంది.
7. సూర్యుని అంతర్గత మరియు బాహ్య నిర్మాణం గురించి మానవత్వం యొక్క సైద్ధాంతిక ఆలోచనలు
సూర్యుని మధ్యలో సౌర కోర్ ఉంది. ఫోటోస్పియర్ అనేది సూర్యుని యొక్క కనిపించే ఉపరితలం, ఇది రేడియేషన్ యొక్క ప్రధాన మూలం. సూర్యుని చుట్టూ సౌర కరోనా ఉంది, ఇది చాలా ఎక్కువ ఉష్ణోగ్రతను కలిగి ఉంటుంది, కానీ ఇది చాలా అరుదుగా ఉంటుంది మరియు అందువల్ల సంపూర్ణ సూర్యగ్రహణం సమయంలో మాత్రమే కంటితో కనిపిస్తుంది.
సుమారు 150,000 కిలోమీటర్ల వ్యాసార్థంతో సూర్యుని యొక్క కేంద్ర భాగం, దీనిలో థర్మోన్యూక్లియర్ ప్రతిచర్యలు సంభవిస్తాయి, దీనిని సోలార్ కోర్ అంటారు. కోర్‌లోని పదార్ధం యొక్క సాంద్రత సుమారు 150,000 kg/m 3 (నీటి సాంద్రత కంటే 150 రెట్లు ఎక్కువ మరియు భూమిపై అత్యంత భారీ లోహం - ఓస్మియం సాంద్రత కంటే ≈6.6 రెట్లు ఎక్కువ), మరియు మధ్యలో ఉష్ణోగ్రత కోర్ 14 మిలియన్ డిగ్రీల కంటే ఎక్కువ. SOHO మిషన్ ద్వారా నిర్వహించబడిన డేటా యొక్క సైద్ధాంతిక విశ్లేషణ, కోర్లో దాని అక్షం చుట్టూ సూర్యుని భ్రమణ వేగం ఉపరితలం కంటే చాలా ఎక్కువగా ఉందని తేలింది. న్యూక్లియస్‌లో ప్రోటాన్-ప్రోటాన్ థర్మోన్యూక్లియర్ రియాక్షన్ జరుగుతుంది, దీని ఫలితంగా హీలియం-4 నాలుగు ప్రోటాన్ల నుండి ఏర్పడుతుంది. అదే సమయంలో, ప్రతి సెకనుకు 4.26 మిలియన్ టన్నుల పదార్థం శక్తిగా మార్చబడుతుంది, అయితే సూర్యుని ద్రవ్యరాశితో పోలిస్తే ఈ విలువ చాలా తక్కువ - 2·10 27 టన్నులు.
కోర్ పైన, దాని కేంద్రం నుండి సుమారు 0.2...0.7 సౌర రేడియాల దూరంలో, రేడియేటివ్ బదిలీ జోన్ ఉంది, దీనిలో స్థూల కదలికలు లేవు; ఫోటాన్ల "పునః-ఉద్గారాన్ని" ఉపయోగించి శక్తి బదిలీ చేయబడుతుంది.
సూర్యుని ఉష్ణప్రసరణ మండలం. సూర్యుని ఉపరితలానికి దగ్గరగా, ప్లాస్మా యొక్క సుడి మిక్సింగ్ సంభవిస్తుంది మరియు ఉపరితలంపై శక్తిని బదిలీ చేయడం ప్రధానంగా పదార్ధం యొక్క కదలికల ద్వారానే సాధించబడుతుంది. శక్తి బదిలీ యొక్క ఈ పద్ధతిని ఉష్ణప్రసరణ అని పిలుస్తారు మరియు సూర్యుని యొక్క ఉపరితల పొర, సుమారు 200,000 కి.మీ. ఆధునిక డేటా ప్రకారం, సౌర ప్రక్రియల భౌతిక శాస్త్రంలో దాని పాత్ర అనూహ్యంగా గొప్పది, ఎందుకంటే సౌర పదార్థం మరియు అయస్కాంత క్షేత్రాల యొక్క వివిధ కదలికలు అందులోనే ఉద్భవించాయి.
సూర్యుని వాతావరణం ఫోటోస్పియర్ (కాంతిని వెలువరించే పొర) ≈320 కి.మీ మందాన్ని చేరుకుంటుంది మరియు సూర్యుని యొక్క కనిపించే ఉపరితలాన్ని ఏర్పరుస్తుంది. సూర్యుని యొక్క ఆప్టికల్ (కనిపించే) రేడియేషన్ యొక్క ప్రధాన భాగం ఫోటోస్పియర్ నుండి వస్తుంది, కానీ లోతైన పొరల నుండి రేడియేషన్ ఇకపై దానిని చేరుకోదు. ఫోటోస్పియర్‌లోని ఉష్ణోగ్రత సగటున 5800 Kకి చేరుకుంటుంది. ఇక్కడ, సగటు వాయువు సాంద్రత భూమి యొక్క గాలి సాంద్రతలో 1/1000 కంటే తక్కువగా ఉంటుంది మరియు ఫోటోస్పియర్ వెలుపలి అంచుకు చేరుకునే కొద్దీ ఉష్ణోగ్రత 4800 K కి తగ్గుతుంది. హైడ్రోజన్ అటువంటి పరిస్థితులలో దాదాపు పూర్తిగా తటస్థంగా ఉంటుంది. ఫోటోస్పియర్ సూర్యుని యొక్క కనిపించే ఉపరితలాన్ని ఏర్పరుస్తుంది, దీని నుండి సూర్యుని పరిమాణం, సూర్యుని ఉపరితలం నుండి దూరం మొదలైనవి నిర్ణయించబడతాయి. క్రోమోస్పియర్ అనేది ఫోటోస్పియర్ చుట్టూ ఉన్న 10,000 కి.మీ మందంతో సూర్యుని బయటి షెల్. సౌర వాతావరణం యొక్క ఈ భాగం పేరు యొక్క మూలం దాని ఎరుపు రంగుకు సంబంధించినది, దాని కనిపించే స్పెక్ట్రం ఎరుపు H- ఆల్ఫా లైన్ హైడ్రోజన్ ఉద్గారాలతో ఆధిపత్యం చెలాయిస్తుంది. క్రోమోస్పియర్ యొక్క ఎగువ సరిహద్దులో మృదువైన ఉపరితలం లేదు; దాని నుండి స్పిక్యూల్స్ అని పిలువబడే వేడి ఉద్గారాలు నిరంతరం సంభవిస్తాయి (దీని కారణంగా, 19 వ శతాబ్దం చివరిలో, ఇటాలియన్ ఖగోళ శాస్త్రవేత్త సెచ్చి, టెలిస్కోప్ ద్వారా క్రోమోస్పియర్‌ను పరిశీలించి, దానిని పోల్చారు. మండుతున్న ప్రేరీలు). క్రోమోస్పియర్ యొక్క ఉష్ణోగ్రత 4000 నుండి 15,000 డిగ్రీల ఎత్తుతో పెరుగుతుంది.
క్రోమోస్పియర్ యొక్క సాంద్రత తక్కువగా ఉంటుంది, కాబట్టి సాధారణ పరిస్థితుల్లో దానిని గమనించడానికి దాని ప్రకాశం సరిపోదు. కానీ సంపూర్ణ సూర్యగ్రహణం సమయంలో, చంద్రుడు ప్రకాశవంతమైన ఫోటోస్పియర్‌ను కవర్ చేసినప్పుడు, దాని పైన ఉన్న క్రోమోస్పియర్ కనిపిస్తుంది మరియు ఎరుపు రంగులో మెరుస్తుంది. ప్రత్యేక నారో-బ్యాండ్ ఆప్టికల్ ఫిల్టర్‌లను ఉపయోగించి ఏ సమయంలోనైనా ఇది గమనించవచ్చు.
కరోనా అనేది సూర్యుని యొక్క చివరి బాహ్య కవచం. చాలా ఎక్కువ ఉష్ణోగ్రత ఉన్నప్పటికీ, 600,000 నుండి 2,000,000 డిగ్రీల వరకు, ఇది సంపూర్ణ సూర్యగ్రహణం సమయంలో మాత్రమే కంటితో కనిపిస్తుంది, ఎందుకంటే కరోనాలో పదార్థం యొక్క సాంద్రత తక్కువగా ఉంటుంది మరియు అందువల్ల దాని ప్రకాశం తక్కువగా ఉంటుంది. అయస్కాంత ప్రభావం మరియు షాక్ వేవ్‌ల ప్రభావం వల్ల ఈ పొర అసాధారణంగా తీవ్రమైన వేడెక్కడం స్పష్టంగా కనిపిస్తుంది. సౌర కార్యాచరణ చక్రం యొక్క దశపై ఆధారపడి కరోనా యొక్క ఆకారం మారుతుంది: గరిష్ట కార్యాచరణ కాలంలో ఇది గుండ్రని ఆకారాన్ని కలిగి ఉంటుంది మరియు కనిష్టంగా ఇది సౌర భూమధ్యరేఖ వెంబడి పొడుగుగా ఉంటుంది. కరోనా యొక్క ఉష్ణోగ్రత చాలా ఎక్కువగా ఉన్నందున, ఇది అతినీలలోహిత మరియు ఎక్స్-రే పరిధులలో తీవ్రమైన రేడియేషన్‌ను విడుదల చేస్తుంది. ఈ రేడియేషన్లు భూమి యొక్క వాతావరణం గుండా వెళ్ళవు, అయితే ఇటీవల వాటిని అంతరిక్ష నౌకను ఉపయోగించి అధ్యయనం చేయడం సాధ్యమైంది. కరోనాలోని వివిధ ప్రాంతాలలో రేడియేషన్ అసమానంగా జరుగుతుంది. వేడి చురుకైన మరియు నిశ్శబ్ద ప్రాంతాలు, అలాగే 600,000 డిగ్రీల సాపేక్షంగా తక్కువ ఉష్ణోగ్రతతో కరోనల్ రంధ్రాలు ఉన్నాయి, వీటి నుండి అయస్కాంత క్షేత్ర రేఖలు అంతరిక్షంలోకి విస్తరించి ఉంటాయి. ఈ ("ఓపెన్") అయస్కాంత కాన్ఫిగరేషన్ కణాలను సూర్యుని నుండి అడ్డంకి లేకుండా తప్పించుకోవడానికి అనుమతిస్తుంది, కాబట్టి సౌర గాలి కరోనల్ రంధ్రాల నుండి "ఎక్కువగా" విడుదల అవుతుంది.
సౌర కరోనా యొక్క బయటి భాగం నుండి సౌర గాలి ప్రవహిస్తుంది - అయనీకరణం చేయబడిన కణాల ప్రవాహం (ప్రధానంగా ప్రోటాన్లు, ఎలక్ట్రాన్లు మరియు α-కణాలు), 300...1200 km/s వేగంతో మరియు వ్యాప్తి చెందుతుంది, దానిలో క్రమంగా తగ్గుదల ఉంటుంది. సాంద్రత, హీలియోస్పియర్ సరిహద్దులకు.
సౌర ప్లాస్మా చాలా ఎక్కువ విద్యుత్ వాహకతను కలిగి ఉన్నందున, విద్యుత్ ప్రవాహాలు మరియు ఫలితంగా, అయస్కాంత క్షేత్రాలు దానిలో ఉత్పన్నమవుతాయి.
8. సూర్యునిపై థర్మోన్యూక్లియర్ ఫ్యూజన్ యొక్క సైద్ధాంతిక సమస్యలు
సోలార్ న్యూట్రినోల సమస్య.సూర్యుని యొక్క ప్రధాన భాగంలో సంభవించే అణు ప్రతిచర్యలు పెద్ద సంఖ్యలో ఎలక్ట్రాన్ న్యూట్రినోలు ఏర్పడటానికి దారితీస్తాయి. అదే సమయంలో, భూమిపై న్యూట్రినో ఫ్లక్స్ యొక్క కొలతలు, 1960ల చివరి నుండి నిరంతరంగా నిర్వహించబడుతున్నాయి, అక్కడ నమోదు చేయబడిన సౌర ఎలక్ట్రాన్ న్యూట్రినోల సంఖ్య ప్రామాణిక సౌర నమూనా ద్వారా అంచనా వేసిన దాని కంటే సుమారు రెండు నుండి మూడు రెట్లు తక్కువగా ఉందని తేలింది. ఇది సూర్యునిలో ప్రక్రియలను వివరిస్తుంది. ప్రయోగం మరియు సిద్ధాంతం మధ్య ఈ వ్యత్యాసాన్ని "సోలార్ న్యూట్రినో సమస్య" అని పిలుస్తారు మరియు ఇది 30 సంవత్సరాలకు పైగా సౌర భౌతిక శాస్త్ర రహస్యాలలో ఒకటి. న్యూట్రినోలు పదార్థంతో చాలా బలహీనంగా సంకర్షణ చెందుతాయి మరియు సూర్యుడి నుండి వచ్చే శక్తితో కూడా న్యూట్రినో ప్రవాహాన్ని ఖచ్చితంగా కొలవగల న్యూట్రినో డిటెక్టర్‌ను సృష్టించడం చాలా కష్టమైన శాస్త్రీయ పని కాబట్టి పరిస్థితి క్లిష్టమైంది.
సౌర న్యూట్రినోల సమస్యను పరిష్కరించడానికి రెండు ప్రధాన మార్గాలు ప్రతిపాదించబడ్డాయి. మొదట, సూర్యుని నమూనాను దాని కోర్లో అంచనా వేసిన ఉష్ణోగ్రతను తగ్గించే విధంగా సవరించడం సాధ్యమైంది మరియు అందువలన, సూర్యుడు విడుదల చేసే న్యూట్రినోల ప్రవాహాన్ని తగ్గించవచ్చు. రెండవది, సోలార్ కోర్ ద్వారా విడుదలయ్యే ఎలక్ట్రాన్ న్యూట్రినోలలో కొంత భాగం, భూమి వైపు కదులుతున్నప్పుడు, సంప్రదాయ డిటెక్టర్లు (మువాన్ మరియు టౌ న్యూట్రినోలు) ద్వారా గుర్తించబడని ఇతర తరాల న్యూట్రినోలుగా మారుతుందని భావించవచ్చు. నేడు శాస్త్రవేత్తలు రెండవ మార్గం చాలా సరైనదని నమ్ముతారు. "న్యూట్రినో డోలనాలు" అని పిలవబడే - ఒక రకమైన న్యూట్రినో నుండి మరొకదానికి పరివర్తనం చెందాలంటే, న్యూట్రినో సున్నా కాని ద్రవ్యరాశిని కలిగి ఉండాలి. ఇది నిజమేనని ఇప్పుడు తేలింది. 2001లో, మూడు రకాల సోలార్ న్యూట్రినోలు నేరుగా సడ్‌బరీ న్యూట్రినో అబ్జర్వేటరీలో కనుగొనబడ్డాయి మరియు వాటి మొత్తం ఫ్లక్స్ ప్రామాణిక సౌర నమూనాకు అనుగుణంగా ఉన్నట్లు చూపబడింది. అదే సమయంలో, భూమికి చేరే న్యూట్రినోలలో మూడింట ఒక వంతు మాత్రమే ఎలక్ట్రాన్‌లుగా మారుతాయి. ఈ పరిమాణం సిద్ధాంతానికి అనుగుణంగా ఉంటుంది, ఇది వాక్యూమ్ (వాస్తవానికి "న్యూట్రినో డోలనాలు") మరియు సౌర పదార్థం ("మిఖీవ్-స్మిర్నోవ్-వుల్ఫెన్‌స్టెయిన్ ప్రభావం") రెండింటిలోనూ ఎలక్ట్రాన్ న్యూట్రినోలను మరొక తరం న్యూట్రినోలుగా మార్చడాన్ని అంచనా వేస్తుంది. అందువలన, సౌర న్యూట్రినోల సమస్య ఇప్పుడు స్పష్టంగా పరిష్కరించబడింది.
కరోనా హీటింగ్ సమస్య.దాదాపు 6,000 K ఉష్ణోగ్రత కలిగి ఉన్న సూర్యుని (ఫోటోస్పియర్) యొక్క కనిపించే ఉపరితలం పైన, సౌర కరోనా ఉంది, 1,000,000 K కంటే ఎక్కువ ఉష్ణోగ్రత ఉంటుంది. ఫోటోస్పియర్ నుండి నేరుగా వేడి ప్రవాహం లేదని చూపవచ్చు. కరోనా యొక్క అటువంటి అధిక ఉష్ణోగ్రతకు దారితీసేందుకు సరిపోతుంది.
కరోనాను వేడి చేయడానికి శక్తి సబ్‌ఫోటోస్పిరిక్ ఉష్ణప్రసరణ జోన్ యొక్క అల్లకల్లోల కదలికల ద్వారా సరఫరా చేయబడుతుందని భావించబడుతుంది. ఈ సందర్భంలో, కరోనాకు శక్తి బదిలీ కోసం రెండు యంత్రాంగాలు ప్రతిపాదించబడ్డాయి. మొదట, ఇది వేవ్ హీటింగ్ - అల్లకల్లోలమైన ఉష్ణప్రసరణ జోన్లో ఉత్పన్నమయ్యే ధ్వని మరియు మాగ్నెటోహైడ్రోడైనమిక్ తరంగాలు కరోనాలోకి వ్యాపిస్తాయి మరియు అక్కడ వెదజల్లుతాయి, అయితే వాటి శక్తి కరోనల్ ప్లాస్మా యొక్క ఉష్ణ శక్తిగా మార్చబడుతుంది. ప్రత్యామ్నాయ యంత్రాంగం అయస్కాంత తాపనము, దీనిలో ఫోటోస్పిరిక్ కదలికల ద్వారా నిరంతరం ఉత్పత్తి చేయబడిన అయస్కాంత శక్తి పెద్ద సౌర మంటలు లేదా పెద్ద సంఖ్యలో చిన్న మంటల రూపంలో అయస్కాంత క్షేత్ర పునఃసంబంధం ద్వారా విడుదల చేయబడుతుంది.
కరోనాను వేడి చేయడానికి ఏ రకమైన తరంగాలు సమర్థవంతమైన యంత్రాంగాన్ని అందిస్తాయో ప్రస్తుతం అస్పష్టంగా ఉంది. మాగ్నెటోహైడ్రోడైనమిక్ ఆల్ఫ్వెన్ తరంగాలు మినహా అన్ని తరంగాలు కరోనాను చేరుకోవడానికి ముందు చెల్లాచెదురుగా లేదా ప్రతిబింబిస్తాయి, అయితే కరోనాలో ఆల్ఫ్వెన్ తరంగాల వెదజల్లడం కష్టం. అందువల్ల, ఆధునిక పరిశోధకులు సౌర మంటల ద్వారా వేడి చేసే విధానంపై తమ దృష్టిని కేంద్రీకరించారు. ఈ సమస్యపై తుది స్పష్టత ఇంకా రానప్పటికీ, కరోనాను వేడిచేసే మూలాల కోసం సాధ్యమయ్యే అభ్యర్థులలో ఒకరు చిన్న-స్థాయి మంటలు నిరంతరం సంభవిస్తున్నారు.
పి.ఎస్. "సూర్యునిపై థర్మోన్యూక్లియర్ ఫ్యూజన్ యొక్క సైద్ధాంతిక సమస్యలు" గురించి చదివిన తర్వాత, మీరు "Occam's Razor" గురించి గుర్తుంచుకోవాలి. ఇక్కడ, సైద్ధాంతిక సమస్యల వివరణలు స్పష్టంగా రూపొందించిన, అశాస్త్రీయమైన సైద్ధాంతిక వివరణలను ఉపయోగిస్తాయి.
9. థర్మోన్యూక్లియర్ ఇంధన రకాలు. ఫ్యూజన్ ఇంధనం
నియంత్రిత థర్మోన్యూక్లియర్ ఫ్యూజన్ (CTF) అనేది శక్తిని పొందేందుకు తేలికైన వాటి నుండి భారీ పరమాణు కేంద్రకాల సంశ్లేషణ, ఇది పేలుడు థర్మోన్యూక్లియర్ ఫ్యూజన్ వలె కాకుండా (థర్మోన్యూక్లియర్ ఆయుధాలలో ఉపయోగించబడుతుంది) నియంత్రిత స్వభావం కలిగి ఉంటుంది. నియంత్రిత థర్మోన్యూక్లియర్ ఫ్యూజన్ సాంప్రదాయ అణుశక్తికి భిన్నంగా ఉంటుంది, రెండోది క్షయం ప్రతిచర్యను ఉపయోగిస్తుంది, ఈ సమయంలో భారీ కేంద్రకాల నుండి తేలికైన కేంద్రకాలు ఉత్పత్తి అవుతాయి. నియంత్రిత థర్మోన్యూక్లియర్ ఫ్యూజన్‌ని సాధించడానికి ఉద్దేశించిన ప్రధాన అణు ప్రతిచర్యలు డ్యూటెరియం (2 హెచ్) మరియు ట్రిటియం (3 హెచ్), మరియు దీర్ఘకాలికంగా హీలియం-3 (3 హీ) మరియు బోరాన్-11 (11 బి)లను ఉపయోగిస్తాయి.
ప్రతిచర్యల రకాలు.ఫ్యూజన్ రియాక్షన్ క్రింది విధంగా ఉంటుంది: రెండు లేదా అంతకంటే ఎక్కువ పరమాణు కేంద్రకాలు తీసుకోబడతాయి మరియు ఒక నిర్దిష్ట శక్తిని ఉపయోగించి, చాలా దగ్గరగా తీసుకురాబడతాయి, అంత దూరంలో పనిచేసే శక్తులు సమానంగా చార్జ్ చేయబడిన కేంద్రకాల మధ్య కూలంబ్ వికర్షణ శక్తులపై ప్రబలంగా ఉంటాయి, ఫలితంగా ఒక ఏర్పడుతుంది. కొత్త కేంద్రకం. ఇది అసలు కేంద్రకాల ద్రవ్యరాశి మొత్తం కంటే కొంచెం చిన్న ద్రవ్యరాశిని కలిగి ఉంటుంది మరియు వ్యత్యాసం శక్తిగా మారుతుంది, ఇది ప్రతిచర్య సమయంలో విడుదల అవుతుంది. విడుదలైన శక్తి మొత్తం బాగా తెలిసిన ఫార్ములా ద్వారా వివరించబడింది ఇ = mc 2. తేలికైన పరమాణు కేంద్రకాలు కావలసిన దూరానికి తీసుకురావడం సులభం, కాబట్టి హైడ్రోజన్ - విశ్వంలో అత్యంత సమృద్ధిగా ఉన్న మూలకం - ఫ్యూజన్ ప్రతిచర్యకు ఉత్తమ ఇంధనం.
హైడ్రోజన్, డ్యూటీరియం మరియు ట్రిటియం యొక్క రెండు ఐసోటోపుల మిశ్రమం, ప్రతిచర్య సమయంలో విడుదలయ్యే శక్తితో పోలిస్తే ఫ్యూజన్ ప్రతిచర్యకు తక్కువ మొత్తంలో శక్తి అవసరమని కనుగొనబడింది. అయినప్పటికీ, డ్యూటెరియం-ట్రిటియం (D-T) అనేది చాలా ఫ్యూజన్ పరిశోధనలకు సంబంధించిన అంశం అయినప్పటికీ, ఇది ఏ విధంగానూ సంభావ్య ఇంధనం కాదు. ఇతర మిశ్రమాలను ఉత్పత్తి చేయడం సులభం కావచ్చు; వాటి ప్రతిచర్యను మరింత విశ్వసనీయంగా నియంత్రించవచ్చు లేదా, మరీ ముఖ్యంగా, తక్కువ న్యూట్రాన్‌లను ఉత్పత్తి చేయవచ్చు. "న్యూట్రాన్-రహిత" ప్రతిచర్యలు అని పిలవబడేవి ప్రత్యేక ఆసక్తిని కలిగి ఉన్నాయి, ఎందుకంటే అటువంటి ఇంధనాన్ని విజయవంతంగా పారిశ్రామికంగా ఉపయోగించడం వలన పదార్థాలు మరియు రియాక్టర్ రూపకల్పన యొక్క దీర్ఘకాలిక రేడియోధార్మిక కాలుష్యం లేకపోవడం, ఇది సానుకూల ప్రభావాన్ని చూపుతుంది. ప్రజాభిప్రాయం మరియు రియాక్టర్ నిర్వహణ మొత్తం ఖర్చు, దాని ఉపసంహరణ ఖర్చులను గణనీయంగా తగ్గిస్తుంది. సమస్య ఏమిటంటే ప్రత్యామ్నాయ ఇంధనాలను ఉపయోగించి సంశ్లేషణ ప్రతిచర్యలు నిర్వహించడం చాలా కష్టం, కాబట్టి D-T ప్రతిచర్య అవసరమైన మొదటి దశగా మాత్రమే పరిగణించబడుతుంది.
డ్యూటెరియం-ట్రిటియం ప్రతిచర్య యొక్క పథకం.నియంత్రిత ఫ్యూజన్ ఉపయోగించిన ఇంధన రకాన్ని బట్టి వివిధ రకాల ఫ్యూజన్ ప్రతిచర్యలను ఉపయోగించవచ్చు.
నిర్వహించడానికి సులభమైన ప్రతిచర్య డ్యూటెరియం + ట్రిటియం:
2 H + 3 H = 4 He + n 17.6 MeV శక్తి ఉత్పత్తితో.
ఆధునిక సాంకేతిక పరిజ్ఞానాల దృక్కోణం నుండి ఈ ప్రతిచర్య చాలా సులభంగా సాధ్యమవుతుంది, గణనీయమైన శక్తి దిగుబడిని అందిస్తుంది మరియు ఇంధన భాగాలు చౌకగా ఉంటాయి. దీని ప్రతికూలత అవాంఛిత న్యూట్రాన్ రేడియేషన్ విడుదల.
రెండు కేంద్రకాలు: డ్యూటెరియం మరియు ట్రిటియం కలిసి హీలియం న్యూక్లియస్ (ఆల్ఫా పార్టికల్) మరియు అధిక శక్తి న్యూట్రాన్‌గా ఏర్పడతాయి.
ప్రతిచర్య - డ్యూటెరియం + హీలియం -3 చాలా కష్టం, సాధ్యమయ్యే పరిమితిలో, డ్యూటెరియం + హీలియం -3 ప్రతిచర్యను నిర్వహించడం:
2 H + 3 అతను = 4 అతను + p 18.3 MeV శక్తి ఉత్పత్తితో.
దానిని సాధించడానికి పరిస్థితులు చాలా క్లిష్టంగా ఉంటాయి. హీలియం-3 కూడా అరుదైన మరియు అత్యంత ఖరీదైన ఐసోటోప్. ఇది ప్రస్తుతం పారిశ్రామిక స్థాయిలో ఉత్పత్తి చేయబడదు.
డ్యూటెరియం న్యూక్లియై (D-D, మోనోప్రొపెల్లెంట్) మధ్య ప్రతిచర్య.
డ్యూటెరియం న్యూక్లియైల మధ్య ప్రతిచర్యలు కూడా సాధ్యమే; అవి హీలియం-3తో కూడిన ప్రతిచర్యల కంటే కొంచెం కష్టం.
ఈ ప్రతిచర్యలు డ్యూటెరియం + హీలియం-3 ప్రతిచర్యకు సమాంతరంగా నెమ్మదిగా కొనసాగుతాయి మరియు వాటి సమయంలో ఏర్పడిన ట్రిటియం మరియు హీలియం-3 వెంటనే డ్యూటెరియంతో ప్రతిస్పందించే అవకాశం ఉంది.
ఇతర రకాల ప్రతిచర్యలు.కొన్ని ఇతర రకాల ప్రతిచర్యలు కూడా సాధ్యమే. ఇంధనం ఎంపిక అనేక అంశాలపై ఆధారపడి ఉంటుంది - దాని లభ్యత మరియు తక్కువ ధర, శక్తి ఉత్పత్తి, థర్మోన్యూక్లియర్ ఫ్యూజన్ రియాక్షన్ (ప్రధానంగా ఉష్ణోగ్రత), రియాక్టర్ యొక్క అవసరమైన డిజైన్ లక్షణాలు మొదలైన వాటికి అవసరమైన పరిస్థితులను సాధించడం సులభం.
"న్యూట్రాన్ లేని" ప్రతిచర్యలు.అత్యంత ఆశాజనకంగా పిలవబడేవి. "న్యూట్రాన్-రహిత" ప్రతిచర్యలు, థర్మోన్యూక్లియర్ ఫ్యూజన్ ద్వారా ఉత్పన్నమయ్యే న్యూట్రాన్ ఫ్లక్స్ (ఉదాహరణకు, డ్యూటెరియం-ట్రిటియం ప్రతిచర్యలో) శక్తిలో గణనీయమైన భాగాన్ని తీసుకువెళుతుంది మరియు రియాక్టర్ రూపకల్పనలో ప్రేరేపిత రేడియోధార్మికతను ఉత్పత్తి చేస్తుంది. న్యూట్రాన్ దిగుబడి లేకపోవడం వల్ల డ్యూటెరియం - హీలియం-3 ప్రతిచర్య ఆశాజనకంగా ఉంది.
10. అమలు పరిస్థితుల గురించి క్లాసికల్ ఆలోచనలు. థర్మోన్యూక్లియర్ ఫ్యూజన్ మరియు కంట్రోల్డ్ ఫ్యూజన్ రియాక్టర్లు
టోకామాక్ (మాగ్నెటిక్ కాయిల్స్‌తో టొరాయిడల్ చాంబర్) అనేది అయస్కాంత ప్లాస్మా నిర్బంధం కోసం టొరాయిడల్ ఇన్‌స్టాలేషన్. ప్లాస్మా దాని ఉష్ణోగ్రతను తట్టుకోలేని గది గోడల ద్వారా కాదు, ప్రత్యేకంగా సృష్టించబడిన అయస్కాంత క్షేత్రం ద్వారా నిర్వహించబడుతుంది. ప్లాస్మా సమతౌల్యానికి అవసరమైన పోలోయిడల్ ఫీల్డ్‌ను సృష్టించడానికి ప్లాస్మా గుండా ప్రవహించే విద్యుత్ ప్రవాహాన్ని ఉపయోగించడం TOKAMAK యొక్క ప్రత్యేక లక్షణం.
రెండు ప్రమాణాలు ఏకకాలంలో కలిసినట్లయితే TCB సాధ్యమవుతుంది:
- ప్లాస్మా ఉష్ణోగ్రత 100,000,000 K కంటే ఎక్కువగా ఉండాలి;
- లాసన్ యొక్క ప్రమాణానికి అనుగుణంగా: n · t> 5·10 19 సెం.మీ –3 సె (D-T ప్రతిచర్య కోసం),
ఎక్కడ n- అధిక-ఉష్ణోగ్రత ప్లాస్మా సాంద్రత, t- వ్యవస్థలో ప్లాస్మా నిలుపుదల సమయం.
ఒక నిర్దిష్ట థర్మోన్యూక్లియర్ ప్రతిచర్య రేటు ప్రధానంగా ఈ రెండు ప్రమాణాల విలువపై ఆధారపడి ఉంటుందని సిద్ధాంతపరంగా నమ్ముతారు.
ప్రస్తుతం, నియంత్రిత థర్మోన్యూక్లియర్ ఫ్యూజన్ పారిశ్రామిక స్థాయిలో ఇంకా అమలు చేయబడలేదు. అభివృద్ధి చెందిన దేశాలలో, సాధారణంగా, అనేక డజన్ల నియంత్రిత థర్మోన్యూక్లియర్ రియాక్టర్లు నిర్మించబడినప్పటికీ, అవి నియంత్రిత థర్మోన్యూక్లియర్ ఫ్యూజన్‌ను అందించలేవు. అంతర్జాతీయ పరిశోధన రియాక్టర్ ITER నిర్మాణం ప్రారంభ దశలో ఉంది.
నియంత్రిత థర్మోన్యూక్లియర్ ఫ్యూజన్ అమలు చేయడానికి రెండు ప్రాథమిక పథకాలు పరిగణించబడతాయి.
పాక్షిక-స్థిర వ్యవస్థలు.ప్లాస్మా యొక్క వేడి మరియు నిర్బంధం సాపేక్షంగా తక్కువ పీడనం మరియు అధిక ఉష్ణోగ్రత వద్ద అయస్కాంత క్షేత్రం ద్వారా నిర్వహించబడుతుంది. ఈ ప్రయోజనం కోసం, రియాక్టర్లు TOKAMAK లు, స్టెలరేటర్లు, మిర్రర్ ట్రాప్స్ మరియు టోర్సాట్రాన్ల రూపంలో ఉపయోగించబడతాయి, ఇవి అయస్కాంత క్షేత్రం యొక్క ఆకృతీకరణలో భిన్నంగా ఉంటాయి. ITER రియాక్టర్ TOKAMAK కాన్ఫిగరేషన్‌ను కలిగి ఉంది.
పల్స్ వ్యవస్థలు.అటువంటి వ్యవస్థలలో, డ్యూటెరియం మరియు ట్రిటియం కలిగిన చిన్న లక్ష్యాలను అతి శక్తివంతమైన లేజర్ లేదా అయాన్ పప్పులతో క్లుప్తంగా వేడి చేయడం ద్వారా CTS నిర్వహించబడుతుంది. ఇటువంటి వికిరణం థర్మోన్యూక్లియర్ మైక్రో ఎక్స్‌ప్లోషన్‌ల క్రమాన్ని కలిగిస్తుంది.
మొదటి రకం థర్మోన్యూక్లియర్ రియాక్టర్‌పై పరిశోధన రెండవదాని కంటే గణనీయంగా అభివృద్ధి చెందింది. న్యూక్లియర్ ఫిజిక్స్‌లో, థర్మోన్యూక్లియర్ ఫ్యూజన్‌ను అధ్యయనం చేస్తున్నప్పుడు, ప్లాస్మాను నిర్దిష్ట పరిమాణంలో కలిగి ఉండేలా అయస్కాంత ట్రాప్ ఉపయోగించబడుతుంది. అయస్కాంత ట్రాప్ ప్లాస్మాను థర్మోన్యూక్లియర్ రియాక్టర్ యొక్క మూలకాలతో సంబంధం లేకుండా ఉంచడానికి రూపొందించబడింది, అనగా. ప్రధానంగా హీట్ ఇన్సులేటర్‌గా ఉపయోగించబడుతుంది. నిర్బంధ సూత్రం అయస్కాంత క్షేత్రంతో చార్జ్ చేయబడిన కణాల పరస్పర చర్యపై ఆధారపడి ఉంటుంది, అవి అయస్కాంత క్షేత్ర రేఖల చుట్టూ చార్జ్ చేయబడిన కణాల భ్రమణంపై ఆధారపడి ఉంటాయి. దురదృష్టవశాత్తూ, అయస్కాంతీకరించిన ప్లాస్మా చాలా అస్థిరంగా ఉంటుంది మరియు అయస్కాంత క్షేత్రాన్ని వదిలివేస్తుంది. అందువల్ల, సమర్థవంతమైన అయస్కాంత ఉచ్చును సృష్టించడానికి, అత్యంత శక్తివంతమైన విద్యుదయస్కాంతాలు ఉపయోగించబడతాయి, భారీ మొత్తంలో శక్తిని వినియోగిస్తాయి.
ఫ్యూజన్ రియాక్టర్ ఏకకాలంలో ఫ్యూజన్ రియాక్టర్‌ను సృష్టించే మూడు పద్ధతులను ఉపయోగిస్తే దాని పరిమాణాన్ని తగ్గించడం సాధ్యమవుతుంది.
జడత్వ సంశ్లేషణ. 500 ట్రిలియన్ (5·10 14) W లేజర్‌తో డ్యూటెరియం-ట్రిటియం ఇంధనం యొక్క చిన్న క్యాప్సూల్స్‌ను ప్రసరింపజేయండి. ఈ భారీ, అతి చిన్న 10 –8 సెకన్ల లేజర్ పల్స్ ఇంధన క్యాప్సూల్స్ పేలడానికి కారణమవుతుంది, దీని ఫలితంగా స్ప్లిట్ సెకనుకు మినీ-స్టార్ పుడుతుంది. కానీ దానిపై థర్మోన్యూక్లియర్ రియాక్షన్ సాధించలేము.
TOKAMAKతో Z-మెషీన్‌ను ఏకకాలంలో ఉపయోగించండి. Z-మెషిన్ లేజర్ కంటే భిన్నంగా పనిచేస్తుంది. ఇది ఫ్యూయల్ క్యాప్సూల్ చుట్టూ ఉన్న చిన్న తీగల వెబ్ ద్వారా హాఫ్ ట్రిలియన్ వాట్స్ 5·10 11 W శక్తితో ఛార్జ్ అవుతుంది.
మొదటి తరం రియాక్టర్లు ఎక్కువగా డ్యూటెరియం మరియు ట్రిటియం మిశ్రమంతో నడుస్తాయి. ప్రతిచర్య సమయంలో కనిపించే న్యూట్రాన్లు రియాక్టర్ షీల్డ్ ద్వారా గ్రహించబడతాయి మరియు ఉత్పత్తి చేయబడిన వేడి ఉష్ణ వినిమాయకంలో శీతలకరణిని వేడి చేయడానికి ఉపయోగించబడుతుంది మరియు ఈ శక్తి జనరేటర్‌ను తిప్పడానికి ఉపయోగించబడుతుంది.
సిద్ధాంతపరంగా, ఈ ప్రతికూలతలు లేని ఇంధన ప్రత్యామ్నాయ రకాలు ఉన్నాయి. కానీ వాటి ఉపయోగం ప్రాథమిక భౌతిక పరిమితితో అడ్డుకుంటుంది. ఫ్యూజన్ రియాక్షన్ నుండి తగినంత శక్తిని పొందడానికి, ఫ్యూజన్ ఉష్ణోగ్రత (10 8 K) వద్ద ఒక నిర్దిష్ట సమయం వరకు తగినంత దట్టమైన ప్లాస్మాను నిర్వహించడం అవసరం.
ఫ్యూజన్ యొక్క ఈ ప్రాథమిక అంశం ప్లాస్మా సాంద్రత ఉత్పత్తి ద్వారా వివరించబడింది nవేడిచేసిన ప్లాస్మా కంటెంట్ τ యొక్క వ్యవధి కోసం, ఇది సమతౌల్య బిందువును చేరుకోవడానికి అవసరం. పని nτ ఇంధన రకాన్ని బట్టి ఉంటుంది మరియు ప్లాస్మా ఉష్ణోగ్రత యొక్క విధి. అన్ని రకాల ఇంధనాలలో, డ్యూటెరియం-ట్రిటియం మిశ్రమానికి అత్యల్ప విలువ అవసరం nτ కనీసం మాగ్నిట్యూడ్ ఆర్డర్ ద్వారా మరియు అత్యల్ప ప్రతిచర్య ఉష్ణోగ్రత కనీసం 5 రెట్లు. అందువల్ల, D-T ప్రతిచర్య అవసరమైన మొదటి దశ, కానీ ఇతర ఇంధనాల ఉపయోగం ఒక ముఖ్యమైన పరిశోధన లక్ష్యం.
11. విద్యుత్ యొక్క పారిశ్రామిక వనరుగా ఫ్యూజన్ ప్రతిచర్య
ఫ్యూజన్ ఎనర్జీని చాలా మంది పరిశోధకులు దీర్ఘకాలంలో "సహజ" శక్తి వనరుగా పరిగణిస్తారు. విద్యుత్ ఉత్పత్తి కోసం ఫ్యూజన్ రియాక్టర్ల యొక్క వాణిజ్య ఉపయోగం యొక్క ప్రతిపాదకులు తమకు అనుకూలంగా ఈ క్రింది వాదనలను ఉదహరించారు:
- ఇంధనం (హైడ్రోజన్) యొక్క ఆచరణాత్మకంగా తరగని నిల్వలు;
- ప్రపంచంలోని ఏ తీరంలోనైనా సముద్రపు నీటి నుండి ఇంధనాన్ని తీయవచ్చు, ఇది ఒకటి లేదా దేశాల సమూహం ఇంధనాన్ని గుత్తాధిపత్యం చేయడం అసాధ్యం;
- అనియంత్రిత సంశ్లేషణ ప్రతిచర్య యొక్క అసంభవం;
- దహన ఉత్పత్తులు లేకపోవడం;
- అణ్వాయుధాలను ఉత్పత్తి చేయడానికి ఉపయోగించే పదార్థాలను ఉపయోగించాల్సిన అవసరం లేదు, తద్వారా విధ్వంసం మరియు తీవ్రవాద కేసులను తొలగిస్తుంది;
- అణు రియాక్టర్లతో పోలిస్తే, తక్కువ మొత్తంలో రేడియోధార్మిక వ్యర్థాలు తక్కువ సగం-జీవితంతో ఉత్పత్తి చేయబడతాయి.
డ్యూటెరియంతో నిండిన వ్రేళ్ళ బొగ్గు 20 టన్నుల బొగ్గుకు సమానమైన శక్తిని ఉత్పత్తి చేస్తుందని అంచనా వేయబడింది. మధ్య తరహా సరస్సు ఏ దేశానికైనా వందల ఏళ్లపాటు శక్తిని అందిస్తుంది. అయితే, ఇప్పటికే ఉన్న పరిశోధనా రియాక్టర్లు ప్రత్యక్ష డ్యూటెరియం-ట్రిటియం (DT) ప్రతిచర్యను సాధించడానికి రూపొందించబడ్డాయి, ఇంధన చక్రం ట్రిటియంను ఉత్పత్తి చేయడానికి లిథియంను ఉపయోగించాల్సిన అవసరం ఉంది, అయితే తరగని శక్తి యొక్క వాదనలు డ్యూటెరియం వినియోగాన్ని సూచిస్తాయి. రెండవ తరం రియాక్టర్లలో డ్యూటెరియం (DD) ప్రతిచర్య.
విచ్ఛిత్తి చర్య వలె, ఫ్యూజన్ ప్రతిచర్య వాతావరణ కార్బన్ డయాక్సైడ్ ఉద్గారాలను ఉత్పత్తి చేయదు, ఇది గ్లోబల్ వార్మింగ్‌కు ప్రధాన కారణం. ఇది ఒక ముఖ్యమైన ప్రయోజనం, ఎందుకంటే విద్యుత్తును ఉత్పత్తి చేయడానికి శిలాజ ఇంధనాలను ఉపయోగించడం అంటే, ఉదాహరణకు, US ప్రతి US నివాసికి రోజుకు 29 కిలోల CO 2 (గ్లోబల్ వార్మింగ్‌కు కారణమయ్యే ప్రధాన వాయువులలో ఒకటి) ఉత్పత్తి చేస్తుంది. .
12. ఇప్పటికే సందేహాలు ఉన్నాయి
యూరోపియన్ కమ్యూనిటీకి చెందిన దేశాలు ఏటా దాదాపు 200 మిలియన్ యూరోలను పరిశోధన కోసం ఖర్చు చేస్తాయి మరియు అణు సంలీనాన్ని పారిశ్రామికంగా ఉపయోగించడం సాధ్యమవడానికి ఇంకా చాలా దశాబ్దాలు పడుతుందని అంచనా వేయబడింది. విద్యుత్తు యొక్క ప్రత్యామ్నాయ వనరుల ప్రతిపాదకులు ఈ నిధులను పునరుత్పాదక విద్యుత్ వనరులను పరిచయం చేయడానికి ఉపయోగించడం మరింత సరైనదని నమ్ముతారు.
దురదృష్టవశాత్తు, విస్తృతమైన ఆశావాదం ఉన్నప్పటికీ (1950ల నుండి, మొదటి పరిశోధన ప్రారంభమైనప్పటి నుండి), అణు సంలీన ప్రక్రియల గురించి నేటి అవగాహన, సాంకేతిక సామర్థ్యాలు మరియు అణు కలయిక యొక్క ఆచరణాత్మక ఉపయోగం మధ్య ముఖ్యమైన అడ్డంకులు ఇంకా అధిగమించబడలేదు, అది ఎంత వరకు అస్పష్టంగా ఉంది. థర్మోన్యూక్లియర్ ఫ్యూజన్ ఉపయోగించి విద్యుత్తును ఉత్పత్తి చేయడం ఆర్థికంగా లాభదాయకంగా ఉండవచ్చు. పరిశోధనలో పురోగతి స్థిరంగా ఉన్నప్పటికీ, పరిశోధకులు ఎప్పటికప్పుడు కొత్త సవాళ్లను ఎదుర్కొంటున్నారు. ఉదాహరణకు, న్యూట్రాన్ బాంబర్‌మెంట్‌ను తట్టుకోగల పదార్థాన్ని అభివృద్ధి చేయడం సవాలు, ఇది సాంప్రదాయ అణు రియాక్టర్ల కంటే 100 రెట్లు ఎక్కువ అని అంచనా వేయబడింది.
13. నియంత్రిత థర్మోన్యూక్లియర్ రియాక్టర్ సృష్టిలో రాబోయే దశల యొక్క క్లాసిక్ ఆలోచన
పరిశోధనలో క్రింది దశలు ప్రత్యేకించబడ్డాయి.
సమతౌల్యం లేదా "పాస్" మోడ్:సంశ్లేషణ ప్రక్రియలో విడుదలయ్యే మొత్తం శక్తి ప్రతిచర్యను ప్రారంభించడానికి మరియు నిర్వహించడానికి ఖర్చు చేసిన మొత్తం శక్తికి సమానంగా ఉన్నప్పుడు. ఈ నిష్పత్తి గుర్తుతో గుర్తించబడింది ప్ర. ప్రతిచర్య యొక్క సమతౌల్యం 1997లో UKలోని JETలో ప్రదర్శించబడింది. దానిని వేడి చేయడానికి 52 MW విద్యుత్‌ను ఖర్చు చేసిన తరువాత, శాస్త్రవేత్తలు ఖర్చు చేసిన దానికంటే 0.2 MW అధిక విద్యుత్ ఉత్పత్తిని పొందారు. (మీరు ఈ డేటాను రెండుసార్లు తనిఖీ చేయాలి!)
మండుతున్న ప్లాస్మా:ఒక ఇంటర్మీడియట్ దశ, దీనిలో ప్రతిచర్య ప్రధానంగా బాహ్య వేడి చేయడం ద్వారా కాకుండా ప్రతిచర్య సమయంలో ఉత్పత్తి చేయబడిన ఆల్ఫా కణాల ద్వారా మద్దతు ఇస్తుంది.
ప్ర≈ 5. ఇంటర్మీడియట్ దశ ఇంకా సాధించబడలేదు.
జ్వలన:తనకు తానుగా మద్దతు ఇచ్చే స్థిరమైన ప్రతిచర్య. ఉన్నత విలువలతో సాధించాలి ప్ర. ఇప్పటికీ సాధించలేదు.
పరిశోధనలో తదుపరి దశ ITER, అంతర్జాతీయ థర్మోన్యూక్లియర్ ప్రయోగాత్మక రియాక్టర్. ఈ రియాక్టర్ వద్ద అధిక-ఉష్ణోగ్రత ప్లాస్మా (ఫ్లేమింగ్ ప్లాస్మాతో) యొక్క ప్రవర్తనను అధ్యయనం చేయడానికి ప్రణాళిక చేయబడింది. ప్ర≈ 30) మరియు పారిశ్రామిక రియాక్టర్ కోసం నిర్మాణ పదార్థాలు.
పరిశోధన యొక్క చివరి దశ డెమో: పారిశ్రామిక రియాక్టర్ యొక్క నమూనా, దీనిలో జ్వలన సాధించబడుతుంది మరియు కొత్త పదార్థాల ఆచరణాత్మక అనుకూలత ప్రదర్శించబడుతుంది. DEMO దశ పూర్తి కావడానికి అత్యంత ఆశాజనక సూచన: 30 సంవత్సరాలు. పారిశ్రామిక రియాక్టర్‌ను నిర్మించడం మరియు ప్రారంభించడం కోసం అంచనా వేసిన సమయాన్ని పరిగణనలోకి తీసుకుంటే, మేము థర్మోన్యూక్లియర్ ఎనర్జీ యొక్క పారిశ్రామిక వినియోగం నుండి ≈40 సంవత్సరాలతో వేరు చేయబడ్డాము.
14. ఇవన్నీ ఆలోచించాల్సిన అవసరం ఉంది
ప్రపంచవ్యాప్తంగా డజన్ల కొద్దీ మరియు వందల కొద్దీ ప్రయోగాత్మక థర్మోన్యూక్లియర్ రియాక్టర్లు వివిధ పరిమాణాలలో నిర్మించబడ్డాయి. శాస్త్రవేత్తలు పని చేయడానికి వస్తారు, రియాక్టర్‌ను ఆన్ చేస్తారు, ప్రతిచర్య త్వరగా సంభవిస్తుంది, వారు దానిని ఆపివేసినట్లు అనిపిస్తుంది మరియు కూర్చుని ఆలోచిస్తారు. కారణం ఏంటి? తర్వాత ఏం చేయాలి? మరియు దశాబ్దాలుగా, ప్రయోజనం లేదు.
కాబట్టి, సూర్యునిపై థర్మోన్యూక్లియర్ ఫ్యూజన్ గురించి మానవ అవగాహన యొక్క చరిత్ర మరియు నియంత్రిత థర్మోన్యూక్లియర్ రియాక్టర్‌ను రూపొందించడంలో మానవజాతి సాధించిన విజయాల చరిత్ర పైన వివరించబడింది.
అంతిమ లక్ష్యాన్ని సాధించడానికి చాలా దూరం ప్రయాణించారు మరియు చాలా చేసారు. కానీ, దురదృష్టవశాత్తు, ఫలితం ప్రతికూలంగా ఉంది. నియంత్రిత థర్మోన్యూక్లియర్ రియాక్టర్ సృష్టించబడలేదు. మరో 30.. 40 ఏళ్లు, శాస్త్రవేత్తల హామీలు నెరవేరుతాయి. ఉంటుందా? 60 ఏళ్లు గడిచినా ఫలితం లేదు. 30... 40 ఏళ్లలో ఎందుకు జరగాలి, మూడేళ్లలో కాదు?
సూర్యునిపై థర్మోన్యూక్లియర్ ఫ్యూజన్ గురించి మరొక ఆలోచన ఉంది. ఇది తార్కికమైనది, సరళమైనది మరియు నిజంగా సానుకూల ఫలితానికి దారితీస్తుంది. ఇది V.F యొక్క ఆవిష్కరణ. వ్లాసోవా. ఈ ఆవిష్కరణకు ధన్యవాదాలు, TOKAMAKలు కూడా సమీప భవిష్యత్తులో పని చేయవచ్చు.
15. సూర్యునిపై థర్మోన్యూక్లియర్ ఫ్యూజన్ స్వభావం మరియు ఆవిష్కరణ “నియంత్రిత థర్మోన్యూక్లియర్ ఫ్యూజన్ మరియు నియంత్రిత థర్మోన్యూక్లియర్ ఫ్యూజన్ అమలు చేయడానికి నియంత్రిత థర్మోన్యూక్లియర్ రియాక్టర్” ఆవిష్కరణపై కొత్త లుక్
రచయిత నుండి.ఈ ఆవిష్కరణ మరియు ఆవిష్కరణ దాదాపు 20 సంవత్సరాలు. నేను థర్మోన్యూక్లియర్ ఫ్యూజన్‌ని నిర్వహించడానికి కొత్త మార్గాన్ని మరియు దానిని అమలు చేయడానికి కొత్త థర్మోన్యూక్లియర్ రియాక్టర్‌ను కనుగొన్నానని చాలా కాలంగా సందేహించాను. నేను థర్మోన్యూక్లియర్ ఫ్యూజన్ రంగంలో వందలాది రచనలను పరిశోధించి అధ్యయనం చేసాను. సమయం మరియు ప్రాసెస్ చేయబడిన సమాచారం నేను సరైన మార్గంలో ఉన్నానని నన్ను ఒప్పించింది.
మొదటి చూపులో, ఆవిష్కరణ చాలా సులభం మరియు TOKAMAK రకం ప్రయోగాత్మక థర్మోన్యూక్లియర్ రియాక్టర్‌ను పోలి ఉండదు. టోకామాక్ సైన్స్ అధికారుల ఆధునిక అభిప్రాయాలలో, ఇది సరైన నిర్ణయం మాత్రమే మరియు చర్చకు లోబడి ఉండదు. 60 సంవత్సరాల థర్మోన్యూక్లియర్ రియాక్టర్ ఆలోచన. కానీ సానుకూల ఫలితం - నియంత్రిత థర్మోన్యూక్లియర్ ఫ్యూజన్ TOKAMAK తో పని చేసే థర్మోన్యూక్లియర్ రియాక్టర్ 30 ... 40 సంవత్సరాలలో మాత్రమే వాగ్దానం చేయబడింది. బహుశా, 60 సంవత్సరాలుగా నిజమైన సానుకూల ఫలితం లేనట్లయితే, ఆలోచనకు సాంకేతిక పరిష్కారం యొక్క ఎంపిక పద్ధతి - నియంత్రిత థర్మోన్యూక్లియర్ రియాక్టర్ యొక్క సృష్టి - తేలికగా చెప్పాలంటే, తప్పు, లేదా తగినంత వాస్తవికమైనది కాదు. సూర్యునిపై థర్మోన్యూక్లియర్ ఫ్యూజన్ యొక్క ఆవిష్కరణ ఆధారంగా ఈ ఆలోచనకు మరొక పరిష్కారం ఉందని చూపించడానికి ప్రయత్నిద్దాం మరియు ఇది సాధారణంగా ఆమోదించబడిన ఆలోచనల నుండి భిన్నంగా ఉంటుంది.
తెరవడం.ఆవిష్కరణ యొక్క ప్రధాన ఆలోచన చాలా సరళమైనది మరియు తార్కికం, మరియు అది సౌర కరోనా ప్రాంతంలో థర్మోన్యూక్లియర్ ప్రతిచర్యలు జరుగుతాయి. థర్మోన్యూక్లియర్ రియాక్షన్ జరగడానికి అవసరమైన భౌతిక పరిస్థితులు ఇక్కడే ఉన్నాయి. సోలార్ కరోనా నుండి, ప్లాస్మా ఉష్ణోగ్రత సుమారుగా 1,500,000 K, సూర్యుని ఉపరితలం 6,000 K వరకు వేడెక్కుతుంది, ఇక్కడ నుండి ఇంధన మిశ్రమం సూర్యుని యొక్క మరిగే ఉపరితలం నుండి సౌర కరోనాలోకి ఆవిరైపోతుంది. 6,000 K ఉష్ణోగ్రత సరిపోతుంది. సూర్యుని గురుత్వాకర్షణ శక్తిని అధిగమించడానికి ఆవిరి ఆవిరి రూపంలో ఇంధన మిశ్రమం కోసం. ఇది సూర్యుని ఉపరితలం వేడెక్కకుండా కాపాడుతుంది మరియు దాని ఉపరితల ఉష్ణోగ్రతను నిర్వహిస్తుంది.
దహన జోన్ సమీపంలో - సౌర కరోనా, అణువుల పరిమాణాలు మారవలసిన భౌతిక పరిస్థితులు ఉన్నాయి మరియు అదే సమయంలో కూలంబ్ దళాలు గణనీయంగా తగ్గుతాయి. పరిచయం తరువాత, ఇంధన మిశ్రమం యొక్క పరమాణువులు వేడిని పెద్ద విడుదలతో కొత్త మూలకాలను విలీనం చేస్తాయి మరియు సంశ్లేషణ చేస్తాయి. ఈ దహన మండలం సౌర కరోనాను సృష్టిస్తుంది, దీని నుండి రేడియేషన్ మరియు పదార్థం రూపంలో శక్తి బాహ్య అంతరిక్షంలోకి ప్రవేశిస్తుంది. డ్యూటెరియం మరియు ట్రిటియం కలయికకు సూర్యుని తిరిగే అయస్కాంత క్షేత్రం సహాయం చేస్తుంది, ఇక్కడ అవి మిశ్రమంగా మరియు వేగవంతం అవుతాయి. అలాగే, సౌర కరోనాలోని థర్మోన్యూక్లియర్ రియాక్షన్ జోన్ నుండి, వేగంగా విద్యుత్ చార్జ్ చేయబడిన కణాలు, అలాగే ఫోటాన్లు - విద్యుదయస్కాంత క్షేత్రం యొక్క క్వాంటా, ఆవిరైపోతున్న ఇంధనం వైపు గొప్ప శక్తితో కనిపిస్తాయి మరియు కదులుతాయి, ఇవన్నీ థర్మోన్యూక్లియర్ ఫ్యూజన్‌కు అవసరమైన భౌతిక పరిస్థితులను సృష్టిస్తాయి.
భౌతిక శాస్త్రవేత్తల శాస్త్రీయ భావనలలో, థర్మోన్యూక్లియర్ ఫ్యూజన్, కొన్ని కారణాల వల్ల, దహన ప్రక్రియగా వర్గీకరించబడలేదు (ఇక్కడ మనం ఆక్సీకరణ ప్రక్రియ అని అర్థం కాదు). సూర్యునిపై థర్మోన్యూక్లియర్ ఫ్యూజన్ ఒక గ్రహం మీద అగ్నిపర్వత ప్రక్రియను పునరావృతం చేస్తుందనే ఆలోచనతో భౌతిక శాస్త్రానికి చెందిన అధికారులు వచ్చారు, ఉదాహరణకు, భూమి. అందువల్ల అన్ని తార్కికం, సారూప్యత సాంకేతికత ఉపయోగించబడుతుంది. భూమి యొక్క కోర్ కరిగిన ద్రవ స్థితిలో ఉన్నట్లు ఎటువంటి ఆధారాలు లేవు. జియోఫిజిక్స్ కూడా అటువంటి లోతులను చేరుకోలేదు. అగ్నిపర్వతాలు ఉన్నాయనే వాస్తవాన్ని భూమి యొక్క ద్రవ కోర్కి సాక్ష్యంగా పరిగణించలేము. భూమి యొక్క లోతులలో, ముఖ్యంగా నిస్సార లోతులలో, అధికారిక భౌతిక శాస్త్రవేత్తలకు ఇప్పటికీ తెలియని భౌతిక ప్రక్రియలు ఉన్నాయి. ఏదైనా నక్షత్రం లోతుల్లో థర్మోన్యూక్లియర్ ఫ్యూజన్ ఏర్పడుతుందని భౌతిక శాస్త్రంలో ఒక్క రుజువు కూడా లేదు. మరియు థర్మోన్యూక్లియర్ బాంబ్‌లో, థర్మోన్యూక్లియర్ ఫ్యూజన్ సూర్యుని లోతుల్లోని మోడల్‌ను పునరావృతం చేయదు.
జాగ్రత్తగా దృశ్య పరీక్షలో, సూర్యుడు గోళాకార వాల్యూమెట్రిక్ బర్నర్ లాగా కనిపిస్తాడు మరియు భూమి యొక్క పెద్ద ఉపరితలంపై దహనాన్ని చాలా గుర్తుకు తెస్తుంది, ఇక్కడ ఉపరితలం మరియు దహన జోన్ (సౌర కరోనా యొక్క నమూనా) సరిహద్దు మధ్య అంతరం ఉంటుంది. ఏ థర్మల్ రేడియేషన్ భూమి యొక్క ఉపరితలంపైకి ప్రసారం చేయబడుతుంది, ఇది ఆవిరైపోతుంది, ఉదాహరణకు, చిందిన ఇంధనం మరియు ఈ సిద్ధం చేసిన ఆవిరి దహన జోన్లోకి ప్రవేశిస్తుంది.
సూర్యుని ఉపరితలంపై, అటువంటి ప్రక్రియ వివిధ భౌతిక పరిస్థితులలో సంభవిస్తుందని స్పష్టమవుతుంది. పారామితులలో చాలా సారూప్యమైన ఇలాంటి భౌతిక పరిస్థితులు, నియంత్రిత థర్మోన్యూక్లియర్ రియాక్టర్ రూపకల్పన అభివృద్ధిలో చేర్చబడ్డాయి, క్లుప్త వివరణ మరియు స్కీమాటిక్ రేఖాచిత్రం దిగువ పేర్కొన్న పేటెంట్ అప్లికేషన్‌లో సెట్ చేయబడ్డాయి.
పేటెంట్ అప్లికేషన్ నం. 2005123095/06(026016) యొక్క సారాంశం.
"నియంత్రిత థర్మోన్యూక్లియర్ ఫ్యూజన్ యొక్క పద్ధతి మరియు నియంత్రిత థర్మోన్యూక్లియర్ ఫ్యూజన్ అమలు చేయడానికి నియంత్రిత థర్మోన్యూక్లియర్ రియాక్టర్."
నియంత్రిత థర్మోన్యూక్లియర్ ఫ్యూజన్‌ని అమలు చేయడానికి క్లెయిమ్ చేయబడిన నియంత్రిత థర్మోన్యూక్లియర్ రియాక్టర్ యొక్క ఆపరేషన్ యొక్క పద్ధతి మరియు సూత్రాన్ని నేను వివరిస్తాను.
అన్నం. 1. UTYAR యొక్క సరళీకృత స్కీమాటిక్ రేఖాచిత్రం
అంజీర్లో. మూర్తి 1 UTYAR యొక్క స్కీమాటిక్ రేఖాచిత్రాన్ని చూపుతుంది. ఇంధన మిశ్రమం, 1:10 ద్రవ్యరాశి నిష్పత్తిలో, 3000 kg/cm 2కి కుదించబడి, జోన్లో 3000 ° C వరకు వేడి చేయబడుతుంది 1 మిశ్రమాలు మరియు నాజిల్ యొక్క క్లిష్టమైన విభాగం ద్వారా విస్తరణ జోన్లోకి ప్రవేశిస్తుంది 2 . మండలంలో 3 ఇంధన మిశ్రమం మండించబడుతుంది.
జ్వలన స్పార్క్ యొక్క ఉష్ణోగ్రత థర్మల్ ప్రక్రియను ప్రారంభించడానికి అవసరమైనది కావచ్చు - 109 నుండి ... 108 K మరియు క్రింద, ఇది సృష్టించబడిన అవసరమైన భౌతిక పరిస్థితులపై ఆధారపడి ఉంటుంది.
అధిక ఉష్ణోగ్రత జోన్లో 4 దహన ప్రక్రియ నేరుగా జరుగుతుంది. దహన ఉత్పత్తులు ఉష్ణ మార్పిడి వ్యవస్థకు రేడియేషన్ మరియు ఉష్ణప్రసరణ రూపంలో వేడిని బదిలీ చేస్తాయి 5 మరియు ఇన్కమింగ్ ఇంధన మిశ్రమం వైపు. నాజిల్ యొక్క క్లిష్టమైన విభాగం నుండి దహన జోన్ చివరి వరకు రియాక్టర్ యొక్క క్రియాశీల భాగంలో పరికరం 6 కూలంబ్ శక్తుల పరిమాణాన్ని మార్చడానికి సహాయపడుతుంది మరియు ఇంధన మిశ్రమ కేంద్రకాల యొక్క ప్రభావవంతమైన క్రాస్ సెక్షన్‌ను పెంచుతుంది (అవసరమైన భౌతిక పరిస్థితులను సృష్టిస్తుంది) .
రేఖాచిత్రం రియాక్టర్ గ్యాస్ బర్నర్‌ను పోలి ఉంటుందని చూపిస్తుంది. కానీ థర్మోన్యూక్లియర్ రియాక్టర్ ఇలా ఉండాలి మరియు వాస్తవానికి, భౌతిక పారామితులు వందల రెట్లు భిన్నంగా ఉంటాయి, ఉదాహరణకు, గ్యాస్ బర్నర్ యొక్క భౌతిక పారామితుల నుండి.
భూసంబంధమైన పరిస్థితులలో సూర్యునిపై థర్మోన్యూక్లియర్ ఫ్యూజన్ యొక్క భౌతిక పరిస్థితుల పునరావృతం ఆవిష్కరణ యొక్క సారాంశం.
దహనాన్ని ఉపయోగించే ఏదైనా వేడి-ఉత్పత్తి పరికరం తప్పనిసరిగా కింది పరిస్థితులను సృష్టించాలి - చక్రాలు: ఇంధన తయారీ, మిక్సింగ్, పని చేసే ప్రాంతానికి సరఫరా (దహన జోన్), జ్వలన, దహన (రసాయన లేదా అణు పరివర్తన), రూపంలో వేడి వాయువుల నుండి వేడి తొలగింపు రేడియేషన్ మరియు ఉష్ణప్రసరణ, మరియు దహన ఉత్పత్తుల తొలగింపు. ప్రమాదకర వ్యర్థాల విషయంలో - దాని పారవేయడం. దావా వేయబడిన పేటెంట్ వీటన్నింటికీ అందిస్తుంది.
లోసెన్ ప్రమాణం యొక్క నెరవేర్పు గురించి భౌతిక శాస్త్రవేత్తల ప్రధాన వాదన నెరవేరింది - ఎలక్ట్రిక్ స్పార్క్ లేదా లేజర్ పుంజం ద్వారా జ్వలన సమయంలో, అలాగే ఇంధనాన్ని ఆవిరి చేయడం ద్వారా దహన జోన్ నుండి ప్రతిబింబించే వేగవంతమైన విద్యుత్ చార్జ్డ్ కణాల ద్వారా, అలాగే ఫోటాన్లు - విద్యుదయస్కాంత క్షేత్రం. అధిక-సాంద్రత శక్తితో కూడిన క్వాంటా, 109 ఉష్ణోగ్రత చేరుకుంటుంది. ఒక నిర్దిష్ట కనీస ఇంధన ప్రాంతం కోసం .108 K, అదనంగా, ఇంధనం యొక్క సాంద్రత 10 14 సెం.మీ -3 ఉంటుంది. లాసెన్ ప్రమాణాన్ని నెరవేర్చడానికి ఇదే మార్గం మరియు పద్ధతి కాదా. కానీ బాహ్య కారకాలు కొన్ని ఇతర భౌతిక పారామితులను ప్రభావితం చేసినప్పుడు ఈ భౌతిక పారామితులన్నీ మారవచ్చు. ఇది ఇప్పటికీ తెలిసిన విధానం.
తెలిసిన థర్మోన్యూక్లియర్ రియాక్టర్లలో థర్మోన్యూక్లియర్ ఫ్యూజన్ అమలు చేయడం అసంభవానికి కారణాలను పరిశీలిద్దాం.
16. సూర్యునిలో థర్మోన్యూక్లియర్ రియాక్షన్ గురించి భౌతిక శాస్త్రంలో సాధారణంగా ఆమోదించబడిన ఆలోచనల యొక్క ప్రతికూలతలు మరియు సమస్యలు
1. తెలిసిన. సూర్యుని యొక్క కనిపించే ఉపరితలం యొక్క ఉష్ణోగ్రత - ఫోటోస్పియర్ - 5800 K. ఫోటోస్పియర్‌లోని వాయువు సాంద్రత భూమి యొక్క ఉపరితలం దగ్గర ఉన్న గాలి సాంద్రత కంటే వేల రెట్లు తక్కువగా ఉంటుంది. సూర్యుని లోపల ఉష్ణోగ్రత, సాంద్రత మరియు పీడనం లోతుతో పెరుగుతాయని, మధ్యలో 16 మిలియన్ K (కొందరు 100 మిలియన్ K అని అంటారు), 160 g/cm 3 మరియు 3.5 10 11 బార్‌లకు చేరుకుంటారని సాధారణంగా అంగీకరించబడింది. సూర్యుని యొక్క ప్రధాన భాగంలో అధిక ఉష్ణోగ్రతల ప్రభావంతో, హైడ్రోజన్ హీలియంగా మారుతుంది, పెద్ద మొత్తంలో వేడిని విడుదల చేస్తుంది. కాబట్టి, సూర్యుని లోపల ఉష్ణోగ్రత 16 నుండి 100 మిలియన్ డిగ్రీలు, ఉపరితలంపై 5800 డిగ్రీలు మరియు సౌర కరోనాలో 1 నుండి 2 మిలియన్ డిగ్రీల వరకు ఉంటుందని నమ్ముతారు? ఎందుకు అలాంటి అర్ధంలేనిది? దీన్ని ఎవరూ స్పష్టంగా మరియు అర్థమయ్యేలా వివరించలేరు. తెలిసిన సాధారణంగా ఆమోదించబడిన వివరణలు లోపాలను కలిగి ఉన్నాయి మరియు సూర్యునిపై థర్మోడైనమిక్స్ చట్టాలను ఉల్లంఘించడానికి గల కారణాల గురించి స్పష్టమైన మరియు తగినంత ఆలోచనను అందించవు.
2. థర్మోన్యూక్లియర్ బాంబు మరియు థర్మోన్యూక్లియర్ రియాక్టర్ వేర్వేరు సాంకేతిక సూత్రాలపై పనిచేస్తాయి, అనగా. ఒకేలా కనిపించడం లేదు. ఆధునిక ప్రయోగాత్మక థర్మోన్యూక్లియర్ రియాక్టర్ల అభివృద్ధిలో తప్పిపోయిన థర్మోన్యూక్లియర్ బాంబు యొక్క ఆపరేషన్ మాదిరిగానే థర్మోన్యూక్లియర్ రియాక్టర్‌ను సృష్టించడం అసాధ్యం.
3. 1920లో, అధికారిక భౌతిక శాస్త్రవేత్త ఎడింగ్టన్ సూర్యునిలోని థర్మోన్యూక్లియర్ రియాక్షన్ యొక్క స్వభావాన్ని జాగ్రత్తగా సూచించాడు, సూర్యుని అంతర్భాగంలో ఒత్తిడి మరియు ఉష్ణోగ్రత చాలా ఎక్కువగా ఉండటం వల్ల అక్కడ థర్మోన్యూక్లియర్ ప్రతిచర్యలు సంభవించవచ్చు, దీనిలో హైడ్రోజన్ న్యూక్లియైలు (ప్రోటాన్లు) కలిసిపోతాయి. హీలియం-4 కేంద్రకం. ఇది ప్రస్తుతం సాధారణంగా ఆమోదించబడిన అభిప్రాయం. కానీ అప్పటి నుండి థర్మోన్యూక్లియర్ ప్రతిచర్యలు సూర్యుని కోర్లో 16 మిలియన్ K (కొంతమంది భౌతిక శాస్త్రవేత్తలు 100 మిలియన్ K అని నమ్ముతారు), సాంద్రత 160 g/cm3 మరియు పీడనం 3.5 x 1011 బార్ వద్ద జరుగుతాయని ఎటువంటి ఆధారాలు లేవు, సైద్ధాంతిక అంచనాలు మాత్రమే ఉన్నాయి. సౌర కరోనాలో థర్మోన్యూక్లియర్ ప్రతిచర్యలు స్పష్టంగా కనిపిస్తాయి. దీన్ని గుర్తించడం మరియు కొలవడం కష్టం కాదు.
4. సోలార్ న్యూట్రినోల సమస్య. సూర్యుని యొక్క ప్రధాన భాగంలో సంభవించే అణు ప్రతిచర్యలు పెద్ద సంఖ్యలో ఎలక్ట్రాన్ న్యూట్రినోలు ఏర్పడటానికి దారితీస్తాయి. పాత భావనల ప్రకారం, సౌర న్యూట్రినోల నిర్మాణం, రూపాంతరాలు మరియు సంఖ్య అనేక దశాబ్దాలుగా స్పష్టంగా మరియు తగినంతగా వివరించబడలేదు. సూర్యునిపై థర్మోన్యూక్లియర్ ఫ్యూజన్ గురించి కొత్త ఆలోచనలు ఈ సైద్ధాంతిక ఇబ్బందులను కలిగి ఉండవు.
5. కరోనా హీటింగ్ సమస్య. దాదాపు 6,000 K ఉష్ణోగ్రత కలిగిన సూర్యుని (ఫోటోస్పియర్) కనిపించే ఉపరితలం పైన, 1,500,000 K కంటే ఎక్కువ ఉష్ణోగ్రతతో సౌర కరోనా ఉంది. ఫోటోస్పియర్ నుండి నేరుగా వేడి ప్రవహించదని చూపవచ్చు. కరోనా యొక్క అటువంటి అధిక ఉష్ణోగ్రతకు దారితీసేందుకు సరిపోతుంది. సూర్యునిలో థర్మోన్యూక్లియర్ ఫ్యూజన్ యొక్క కొత్త అవగాహన సౌర కరోనా యొక్క ఈ ఉష్ణోగ్రత యొక్క స్వభావాన్ని వివరిస్తుంది. ఇక్కడ థర్మోన్యూక్లియర్ ప్రతిచర్యలు సంభవిస్తాయి.
6. అధిక-ఉష్ణోగ్రత ప్లాస్మాను కలిగి ఉండటానికి టోకామాక్‌లు ప్రధానంగా అవసరమని భౌతిక శాస్త్రవేత్తలు మర్చిపోతారు మరియు మరేమీ లేదు. ఇప్పటికే ఉన్న మరియు కొత్త TOKAMAKలు థర్మోన్యూక్లియర్ ఫ్యూజన్ కోసం అవసరమైన, ప్రత్యేకమైన, భౌతిక పరిస్థితులను సృష్టించేందుకు అందించవు. కొన్ని కారణాల వల్ల, ఇది ఎవరికీ అర్థం కాలేదు. అనేక మిలియన్ల ఉష్ణోగ్రతల వద్ద, డ్యూటెరియం మరియు ట్రిటియం బాగా కాలిపోవాలని అందరూ మొండిగా నమ్ముతారు. ఎందుకు హఠాత్తుగా? అణు లక్ష్యం కాలిపోవడం కంటే త్వరగా పేలుతుంది. టోకామాక్‌లో అణు దహనం ఎలా జరుగుతుందో నిశితంగా చూడండి. అటువంటి అణు విస్ఫోటనం చాలా పెద్ద రియాక్టర్ యొక్క బలమైన అయస్కాంత క్షేత్రం ద్వారా మాత్రమే కలిగి ఉంటుంది (సులభంగా లెక్కించబడుతుంది), కానీ అప్పుడు సామర్థ్యం అటువంటి రియాక్టర్ సాంకేతిక ఉపయోగం కోసం ఆమోదయోగ్యం కాదు. దావా వేయబడిన పేటెంట్‌లో, థర్మోన్యూక్లియర్ ప్లాస్మాను పరిమితం చేసే సమస్య సులభంగా పరిష్కరించబడుతుంది.
సూర్యుని లోతుల్లో జరిగే ప్రక్రియల గురించి శాస్త్రవేత్తల వివరణలు లోతుల్లోని థర్మోన్యూక్లియర్ ఫ్యూజన్‌ను అర్థం చేసుకోవడానికి సరిపోవు. ఇంధన తయారీ ప్రక్రియలు, వేడి మరియు ద్రవ్యరాశి బదిలీ ప్రక్రియలు, లోతు వద్ద, చాలా క్లిష్టమైన క్లిష్టమైన పరిస్థితుల్లో ఎవరూ తగినంతగా పరిశీలించలేదు. ఉదాహరణకు, థర్మోన్యూక్లియర్ ఫ్యూజన్ ఏర్పడే లోతు వద్ద ప్లాస్మా ఎలా మరియు ఏ పరిస్థితులలో ఏర్పడుతుంది? ఆమె ఎలా ప్రవర్తిస్తుంది, మొదలైనవి. అన్నింటికంటే, TOKAMAK లు సాంకేతికంగా ఎలా రూపొందించబడ్డాయి.
కాబట్టి, థర్మోన్యూక్లియర్ ఫ్యూజన్ యొక్క కొత్త భావన ఈ ప్రాంతంలో ఉన్న అన్ని సాంకేతిక మరియు సైద్ధాంతిక సమస్యలను పరిష్కరిస్తుంది.
పి.ఎస్.దశాబ్దాలుగా శాస్త్రీయ అధికారుల అభిప్రాయాలను (ఊహలను) విశ్వసించే వ్యక్తులకు సాధారణ సత్యాలను అందించడం కష్టం. కొత్త ఆవిష్కరణ ఏమిటో అర్థం చేసుకోవడానికి, చాలా సంవత్సరాలుగా ఒక సిద్ధాంతం ఏమిటో స్వతంత్రంగా పునఃపరిశీలించడం సరిపోతుంది. భౌతిక ప్రభావం యొక్క స్వభావం గురించి ఒక కొత్త ప్రతిపాదన పాత ఊహల యొక్క నిజం గురించి సందేహాలను లేవనెత్తినట్లయితే, మొదట మీకే సత్యాన్ని నిరూపించండి. ప్రతి నిజమైన శాస్త్రవేత్త చేయవలసినది ఇదే. సౌర కరోనాలో థర్మోన్యూక్లియర్ ఫ్యూజన్ యొక్క ఆవిష్కరణ ప్రధానంగా దృశ్యమానంగా నిరూపించబడింది. థర్మోన్యూక్లియర్ దహన సూర్యుని లోతులలో కాదు, కానీ దాని ఉపరితలంపై జరుగుతుంది. ఇది ఒక ప్రత్యేక దహనం. సూర్యుని యొక్క అనేక ఛాయాచిత్రాలు మరియు చిత్రాలు దహన ప్రక్రియ ఎలా జరుగుతుందో, ప్లాస్మా ఏర్పడే ప్రక్రియ ఎలా జరుగుతుందో చూపిస్తుంది.
1. నియంత్రిత థర్మోన్యూక్లియర్ ఫ్యూజన్. వికీపీడియా.
2. వెలిఖోవ్ E.P., మిర్నోవ్ S.V. నియంత్రిత థర్మోన్యూక్లియర్ ఫ్యూజన్ హోమ్ స్ట్రెచ్‌లోకి ప్రవేశిస్తోంది. ట్రినిటీ ఇన్స్టిట్యూట్ ఆఫ్ ఇన్నోవేషన్ అండ్ థర్మోన్యూక్లియర్ రీసెర్చ్. రష్యన్ సైంటిఫిక్ సెంటర్ "కుర్చటోవ్ ఇన్స్టిట్యూట్", 2006.
3. లెవెల్లిన్-స్మిత్ కె. థర్మోన్యూక్లియర్ ఎనర్జీకి మార్గంలో. మే 17, 2009న FIANలో ఇచ్చిన ఉపన్యాసానికి సంబంధించిన అంశాలు.
4. ఎన్సైక్లోపీడియా ఆఫ్ ది సన్. టెసిస్, 2006.
5. సూర్యుడు. ఆస్ట్రోనెట్.
6. సూర్యుడు మరియు భూమి యొక్క జీవితం. రేడియో కమ్యూనికేషన్లు మరియు రేడియో తరంగాలు.
7. సూర్యుడు మరియు భూమి. ఒకే కంపనాలు.
8. సూర్యుడు. సౌర వ్యవస్థ. సాధారణ ఖగోళ శాస్త్రం. ప్రాజెక్ట్ "ఆస్ట్రోగెలాక్సీ".
9. సూర్యుని కేంద్రం నుండి ప్రయాణం. పాపులర్ మెకానిక్స్, 2008.
10. సూర్యుడు. ఫిజికల్ ఎన్సైక్లోపీడియా.
11. ఖగోళశాస్త్రం యొక్క రోజు యొక్క చిత్రం.
12. దహనం. వికీపీడియా.
"శాస్త్రీయ మరియు సాంకేతిక విజ్ఞానాలు"
విచ్ఛిత్తి ఆధారిత అణుశక్తి పట్ల అమెరికన్ సమాజంలో ఉన్న హెచ్చరిక హైడ్రోజన్ ఫ్యూజన్ (థర్మోన్యూక్లియర్ రియాక్షన్) పట్ల ఆసక్తిని పెంచడానికి దారితీసింది. విద్యుత్తును ఉత్పత్తి చేయడానికి అణువు యొక్క లక్షణాలను ఉపయోగించుకోవడానికి ఈ సాంకేతికత ప్రత్యామ్నాయ మార్గంగా ప్రతిపాదించబడింది. ఇది సిద్ధాంతపరంగా గొప్ప ఆలోచన. హైడ్రోజన్ ఫ్యూజన్ అణు విచ్ఛిత్తి కంటే పదార్థాన్ని మరింత సమర్థవంతంగా శక్తిగా మారుస్తుంది మరియు ఈ ప్రక్రియ రేడియోధార్మిక వ్యర్థాలను ఉత్పత్తి చేయదు. అయినప్పటికీ, ఫంక్షనల్ థర్మోన్యూక్లియర్ రియాక్టర్ ఇంకా సృష్టించబడలేదు.
సూర్యునిలో అణు సంయోగం
న్యూక్లియర్ ఫ్యూజన్ రియాక్షన్ ద్వారా సూర్యుడు హైడ్రోజన్‌ను హీలియంగా మారుస్తుందని భౌతిక శాస్త్రవేత్తలు భావిస్తున్నారు. "సంశ్లేషణ" అనే పదానికి "ఏకీకరణ" అని అర్థం. హైడ్రోజన్ సంలీనానికి చాలా అధిక ఉష్ణోగ్రతలు అవసరం. సూర్యుని యొక్క అపారమైన ద్రవ్యరాశిచే సృష్టించబడిన శక్తివంతమైన గురుత్వాకర్షణ దాని కోర్ని నిరంతరం సంపీడన స్థితిలో నిర్వహిస్తుంది. ఈ కుదింపు హైడ్రోజన్ యొక్క థర్మోన్యూక్లియర్ ఫ్యూజన్ సంభవించడానికి కోర్లో ఉష్ణోగ్రత తగినంతగా ఉందని నిర్ధారిస్తుంది.
సోలార్ హైడ్రోజన్ ఫ్యూజన్ అనేది బహుళ-దశల ప్రక్రియ. మొదట, రెండు హైడ్రోజన్ న్యూక్లియైలు (రెండు ప్రోటాన్లు) బలంగా కుదించబడి, పాజిట్రాన్‌ను విడుదల చేస్తాయి, దీనిని యాంటీఎలెక్ట్రాన్ అని కూడా పిలుస్తారు. పాజిట్రాన్ ఎలక్ట్రాన్ మాదిరిగానే ద్రవ్యరాశిని కలిగి ఉంటుంది, కానీ నెగటివ్ యూనిట్ ఛార్జ్ కంటే సానుకూలతను కలిగి ఉంటుంది. పాజిట్రాన్‌తో పాటు, హైడ్రోజన్ పరమాణువులు కుదించబడినప్పుడు, ఒక న్యూట్రినో విడుదల అవుతుంది - ఎలక్ట్రాన్‌ను పోలి ఉండే ఒక కణం, కానీ విద్యుత్ చార్జ్ ఉండదు మరియు పదార్థాన్ని చాలా వరకు చొచ్చుకుపోయే సామర్థ్యం కలిగి ఉంటుంది (మరో మాటలో చెప్పాలంటే, న్యూట్రినోలు (తక్కువ శక్తి న్యూట్రినోలు ) పదార్థంతో చాలా బలహీనంగా సంకర్షణ చెందుతుంది.నీటిలోని కొన్ని రకాల న్యూట్రినోల సగటు స్వేచ్ఛా మార్గం దాదాపు వంద కాంతి సంవత్సరాలు.సూర్యుడు విడుదల చేసే దాదాపు 10 న్యూట్రినోలు భూమిపై ఉన్న ప్రతి వ్యక్తి శరీరం గుండా ప్రతి సెకనుకు కనిపించకుండా వెళతాయని కూడా తెలుసు. పరిణామాలు.).
రెండు ప్రోటాన్ల సంశ్లేషణ ఒకే ధనాత్మక చార్జ్ యొక్క నష్టంతో కూడి ఉంటుంది. ఫలితంగా, ప్రోటాన్లలో ఒకటి న్యూట్రాన్ అవుతుంది. ఇది ఒక ప్రోటాన్ మరియు ఒక న్యూట్రాన్‌తో కూడిన హైడ్రోజన్ యొక్క భారీ ఐసోటోప్ అయిన డ్యూటెరియం (2H లేదా D అని సూచిస్తారు) యొక్క కేంద్రకాన్ని ఉత్పత్తి చేస్తుంది.
డ్యూటెరియంను హెవీ హైడ్రోజన్ అని కూడా అంటారు. డ్యూటెరియం న్యూక్లియస్ మరొక ప్రోటాన్‌తో కలిసి హీలియం-3 (He-3) న్యూక్లియస్‌ను ఏర్పరుస్తుంది, ఇందులో రెండు ప్రోటాన్లు మరియు ఒక న్యూట్రాన్ ఉంటాయి. ఈ సందర్భంలో, గామా రేడియేషన్ యొక్క పుంజం విడుదల అవుతుంది. తరువాత, పైన వివరించిన ప్రక్రియ యొక్క రెండు స్వతంత్ర పునరావృతాల ఫలితంగా ఏర్పడిన రెండు హీలియం-3 కేంద్రకాలు, రెండు ప్రోటాన్లు మరియు రెండు న్యూట్రాన్‌లతో కూడిన హీలియం-4 (He-4) కేంద్రకాన్ని ఏర్పరుస్తాయి. ఈ హీలియం ఐసోటోప్ గాలి కంటే తేలికైన బెలూన్‌లను పూరించడానికి ఉపయోగించబడుతుంది. చివరి దశలో, రెండు ప్రోటాన్లు విడుదలవుతాయి, ఇది ఫ్యూజన్ ప్రతిచర్య యొక్క మరింత అభివృద్ధిని రేకెత్తిస్తుంది.
"సోలార్ ఫ్యూజన్" ప్రక్రియలో, సృష్టించబడిన పదార్థం యొక్క మొత్తం ద్రవ్యరాశి అసలు పదార్ధాల మొత్తం ద్రవ్యరాశి కంటే కొంచెం ఎక్కువగా ఉంటుంది. ఐన్స్టీన్ యొక్క ప్రసిద్ధ సూత్రం ప్రకారం, "తప్పిపోయిన భాగం" శక్తిగా మార్చబడుతుంది:
ఇక్కడ E అనేది జూల్స్‌లోని శక్తి, m అనేది కిలోగ్రాములలో "తప్పిపోయిన ద్రవ్యరాశి" మరియు c అనేది కాంతి వేగం, 299,792,458 m/sకి సమానం (వాక్యూమ్‌లో). సూర్యుడు ఈ విధంగా భారీ మొత్తంలో శక్తిని ఉత్పత్తి చేస్తాడు, ఎందుకంటే హైడ్రోజన్ న్యూక్లియైలు నాన్ స్టాప్ మరియు భారీ పరిమాణంలో హీలియం న్యూక్లియైలుగా మార్చబడతాయి. సూర్యునిలో హైడ్రోజన్ ఫ్యూజన్ ప్రక్రియ మిలియన్ల సహస్రాబ్దాలుగా కొనసాగడానికి తగినంత పదార్థం ఉంది. కాలక్రమేణా, హైడ్రోజన్ సరఫరా ముగుస్తుంది, కానీ ఇది మన జీవితకాలంలో జరగదు.
సూర్యుడు శక్తి యొక్క తరగని మూలం. అనేక బిలియన్ల సంవత్సరాలుగా ఇది అపారమైన వేడిని మరియు కాంతిని విడుదల చేస్తోంది. సూర్యుడు విడుదల చేసే శక్తికి సమానమైన శక్తిని సృష్టించడానికి, కుయిబిషెవ్ జలవిద్యుత్ స్టేషన్ సామర్థ్యంతో 180,000,000 బిలియన్ పవర్ ప్లాంట్లు అవసరం.
సూర్యుని నుండి శక్తి యొక్క ప్రధాన వనరు అణు ప్రతిచర్యలు. అక్కడ ఎలాంటి ప్రతిచర్యలు జరుగుతాయి? బహుశా సూర్యుడు యురేనియం లేదా థోరియం యొక్క భారీ నిల్వలను కాల్చే ఒక పెద్ద అణు జ్యోతి కావచ్చు?
సూర్యుడు ప్రధానంగా కాంతి మూలకాలను కలిగి ఉంటుంది - హైడ్రోజన్, హీలియం, కార్బన్, నైట్రోజన్ మొదలైనవి. దాని ద్రవ్యరాశిలో సగం హైడ్రోజన్. సూర్యునిలో యురేనియం మరియు థోరియం పరిమాణం చాలా తక్కువ. అందువల్ల, అవి సౌరశక్తికి ప్రధాన వనరులు కావు.
అణు ప్రతిచర్యలు సంభవించే సూర్యుని లోతులలో, ఉష్ణోగ్రత సుమారు 20 మిలియన్ డిగ్రీలకు చేరుకుంటుంది. అక్కడ ఉన్న పదార్ధం చదరపు సెంటీమీటర్‌కు వందల మిలియన్ల టన్నుల అపారమైన ఒత్తిడిలో ఉంది మరియు చాలా కుదించబడి ఉంటుంది. అటువంటి పరిస్థితులలో, వేరే రకమైన అణు ప్రతిచర్యలు సంభవించవచ్చు, ఇది భారీ కేంద్రకాలను తేలికగా విభజించడానికి దారితీయదు, కానీ, దీనికి విరుద్ధంగా, తేలికైన వాటి నుండి భారీ కేంద్రకాలు ఏర్పడతాయి.
ఒక ప్రోటాన్ మరియు న్యూట్రాన్ ఒక హెవీ హైడ్రోజన్ న్యూక్లియస్‌గా లేదా రెండు ప్రోటాన్లు మరియు రెండు న్యూట్రాన్‌లను హీలియం న్యూక్లియస్‌గా మార్చడం వల్ల పెద్ద మొత్తంలో శక్తి విడుదలవుతుందని మనం ఇప్పటికే చూశాము. అయినప్పటికీ, అవసరమైన న్యూట్రాన్ల సంఖ్యను పొందడం కష్టతరంగా ఉండటం వలన ఆచరణాత్మక విలువ యొక్క పరమాణు శక్తిని విడుదల చేసే ఈ పద్ధతిని కోల్పోతుంది.
కేవలం ప్రోటాన్‌లను ఉపయోగించి భారీ కేంద్రకాలను కూడా సృష్టించవచ్చు. ఉదాహరణకు, రెండు ప్రోటాన్‌లను ఒకదానితో ఒకటి కలపడం ద్వారా, మనకు భారీ హైడ్రోజన్ న్యూక్లియస్ లభిస్తుంది, ఎందుకంటే రెండు ప్రోటాన్లలో ఒకటి వెంటనే న్యూట్రాన్‌గా మారుతుంది.
అణు శక్తుల ప్రభావంతో ప్రోటాన్‌లను భారీ కేంద్రకాలుగా కలపడం జరుగుతుంది. ఇది చాలా శక్తిని విడుదల చేస్తుంది. కానీ ప్రోటాన్లు ఒకదానికొకటి చేరుకునే కొద్దీ వాటి మధ్య విద్యుత్ వికర్షణ త్వరగా పెరుగుతుంది. స్లో పరుగులు ఈ వికర్షణను అధిగమించలేవు మరియు ఒకదానికొకటి దగ్గరగా ఉండవు. అందువల్ల, విద్యుత్ వికర్షక శక్తుల చర్యను అధిగమించడానికి తగినంత శక్తి సరఫరా ఉన్న చాలా వేగవంతమైన ప్రోటాన్ల ద్వారా మాత్రమే ఇటువంటి ప్రతిచర్యలు నిర్వహించబడతాయి.
సూర్యుని అంతర్భాగంలో అధిక ఉష్ణోగ్రతల వద్ద, హైడ్రోజన్ పరమాణువులు తమ ఎలక్ట్రాన్లను కోల్పోతాయి. ఈ పరమాణువుల కేంద్రకాలలో కొంత భాగం (పరుగులు) భారీ కేంద్రకాలను ఏర్పరచడానికి తగినంత వేగాలను పొందుతుంది. సూర్యుని లోతుల్లో ఇటువంటి ప్రోటాన్ల సంఖ్య చాలా పెద్దది కాబట్టి, అవి సృష్టించే భారీ కేంద్రకాల సంఖ్య గణనీయంగా మారుతుంది. ఇది చాలా శక్తిని విడుదల చేస్తుంది.
అధిక ఉష్ణోగ్రతల వద్ద సంభవించే అణు ప్రతిచర్యలను థర్మోన్యూక్లియర్ ప్రతిచర్యలు అంటారు. థర్మోన్యూక్లియర్ రియాక్షన్‌కి ఉదాహరణ రెండు ప్రోటాన్ల నుండి భారీ హైడ్రోజన్ న్యూక్లియైలు ఏర్పడటం. ఇది క్రింది విధంగా జరుగుతుంది:
1H 1 + ,№ - + +1е « .
ప్రోటాన్ ప్రోటాన్ హెవీ పాజిట్రాన్ హైడ్రోజన్
ఈ సందర్భంలో విడుదలయ్యే శక్తి బొగ్గును కాల్చేటప్పుడు కంటే దాదాపు 500,000 రెట్లు ఎక్కువ.
అటువంటి అధిక ఉష్ణోగ్రత వద్ద కూడా, ప్రోటాన్లు ఒకదానికొకటి ఢీకొనేటప్పుడు భారీ హైడ్రోజన్ కేంద్రకాలు ఏర్పడటానికి దారితీయదని గమనించాలి. అందువల్ల, ప్రోటాన్లు క్రమంగా వినియోగించబడతాయి, ఇది వందల బిలియన్ల సంవత్సరాలలో అణు శక్తి విడుదలను నిర్ధారిస్తుంది.
సౌర శక్తి మరొక అణు ప్రతిచర్య నుండి వచ్చినట్లు కనిపిస్తుంది, హైడ్రోజన్‌ను హీలియంగా మార్చడం. నాలుగు హైడ్రోజన్ న్యూక్లియైలు (ప్రోటాన్లు) ఒక భారీ కేంద్రకంలో కలిపితే, ఇది హీలియం న్యూక్లియస్ అవుతుంది, ఎందుకంటే ఈ నాలుగు ప్రోటాన్లలో రెండు న్యూట్రాన్లుగా మారుతాయి. ఈ ప్రతిచర్య ఇలా కనిపిస్తుంది:
4,№ - 2He*+ 2 +1e°. హైడ్రోజన్ హీలియం పాజిట్రాన్లు
హైడ్రోజన్ నుండి హీలియం ఏర్పడటం సూర్యునిలో కొంత క్లిష్టమైన మార్గంలో సంభవిస్తుంది, అయితే, అదే ఫలితానికి దారి తీస్తుంది. ఈ సందర్భంలో సంభవించే ప్రతిచర్యలు అంజీర్లో చూపబడ్డాయి. 23.
మొదటిది, ఒక ప్రోటాన్ కార్బన్ న్యూక్లియస్ 6Cl2తో కలిసి, ఒక అస్థిర నైట్రోజన్ ఐసోటోప్ 7N13ని ఏర్పరుస్తుంది. ఫలితంగా ఏర్పడిన నైట్రోజన్ m3 త్వరలో స్థిరమైన కార్బన్ ఐసోటోప్ 6C13గా మారుతుంది. ఈ సందర్భంలో, ముఖ్యమైన శక్తితో కూడిన పాజిట్రాన్ విడుదల అవుతుంది. కొంత సమయం తరువాత, ఒక కొత్త (రెండవ) ప్రోటాన్ 6Cl3 కేంద్రకంతో జతచేయబడుతుంది, ఫలితంగా స్థిరమైన నైట్రోజన్ ఐసోటోప్ 7N4 ఏర్పడుతుంది మరియు శక్తిలో కొంత భాగం మళ్లీ గామా రేడియేషన్ రూపంలో విడుదల అవుతుంది. మూడవ ప్రోటాన్, 7MI న్యూక్లియస్‌లో చేరి, అస్థిర ఆక్సిజన్ ఐసోటోప్ BO15 యొక్క కేంద్రకాన్ని ఏర్పరుస్తుంది. ఈ ప్రతిచర్య గామా కిరణాల ఉద్గారంతో కూడి ఉంటుంది. ఫలితంగా వచ్చే ఐసోటోప్ 8015 పాజిట్రాన్‌ను విడుదల చేస్తుంది మరియు నైట్రోజన్ 7№5 యొక్క స్థిరమైన ఐసోటోప్‌గా మారుతుంది. ఈ కేంద్రకానికి నాల్గవ ప్రోటాన్ చేరిక 8016 న్యూక్లియస్ ఏర్పడటానికి దారితీస్తుంది, ఇది రెండు కొత్త కేంద్రకాలుగా క్షీణిస్తుంది: కార్బన్ న్యూక్లియస్ bC మరియు హీలియం న్యూక్లియస్ hHe4.
ఈ అణు ప్రతిచర్యల గొలుసు ఒకదానికొకటి అనుసరించడం వల్ల, అసలు కార్బన్ న్యూక్లియస్ 6C12 మళ్లీ ఏర్పడుతుంది మరియు నాలుగు హైడ్రోజన్ న్యూక్లియైలకు (ప్రోటాన్లు) బదులుగా హీలియం న్యూక్లియస్ కనిపిస్తుంది. ఈ ప్రతిచర్యల చక్రం పూర్తి కావడానికి దాదాపు 5 మిలియన్ సంవత్సరాలు పడుతుంది. పునరుద్ధరించబడింది
bC12 కేంద్రకం మళ్లీ అదే చక్రాన్ని ప్రారంభించవచ్చు. విడుదలైన శక్తి, గామా రేడియేషన్ మరియు పాజిట్రాన్‌ల ద్వారా తీసుకువెళుతుంది, సూర్యుడి నుండి రేడియేషన్‌ను అందిస్తుంది.
స్పష్టంగా, కొన్ని ఇతర నక్షత్రాలు అదే విధంగా అపారమైన శక్తిని పొందుతాయి. అయినప్పటికీ, ఈ సంక్లిష్ట సమస్యలో చాలా వరకు ఇంకా పరిష్కరించబడలేదు.
అదే పరిస్థితులు చాలా వేగంగా కొనసాగుతాయి. అవును, ప్రతిచర్య
,№ + ,№ -. 2He3
డ్యూటెరియం లైట్ లైట్ హైడ్రోజన్ హీలియం
పెద్ద మొత్తంలో హైడ్రోజన్ సమక్షంలో, కొన్ని సెకన్లలో ముగుస్తుంది మరియు ప్రతిచర్య -
ХНз + ,Н‘ ->2He4 ట్రిటియం లైట్ హీలియం హైడ్రోజన్
సెకనులో పదవ వంతులో.
థర్మోన్యూక్లియర్ ప్రతిచర్యల సమయంలో సంభవించే కాంతి కేంద్రకాలను బరువుగా మార్చడం వల్ల కొత్త రకం అణు ఆయుధాన్ని సృష్టించడం సాధ్యమైంది - హైడ్రోజన్ బాంబు. హైడ్రోజన్ బాంబును రూపొందించడానికి సాధ్యమయ్యే మార్గాలలో ఒకటి హెవీ మరియు సూపర్ హీవీ హైడ్రోజన్ మధ్య థర్మోన్యూక్లియర్ రియాక్షన్:
1№ + ,№ - 8He*+ «o1.
డ్యూటెరియం ట్రిటియం హీలియం న్యూట్రాన్
ఈ ప్రతిచర్య సమయంలో విడుదలయ్యే శక్తి యురేనియం లేదా ప్లూటోనియం కేంద్రకాల విచ్ఛిత్తి సమయంలో కంటే దాదాపు 10 రెట్లు ఎక్కువ.
ఈ ప్రతిచర్యను ప్రారంభించడానికి, డ్యూటెరియం మరియు ట్రిటియం చాలా ఎక్కువ ఉష్ణోగ్రతకు వేడి చేయాలి. అటువంటి ఉష్ణోగ్రత ప్రస్తుతం అణు విస్ఫోటనం సమయంలో మాత్రమే సాధించబడుతుంది.
హైడ్రోజన్ బాంబు బలమైన మెటల్ షెల్ కలిగి ఉంటుంది, దీని కొలతలు అణు బాంబుల కంటే పెద్దవి. దాని లోపల యురేనియం లేదా ప్లూటోనియం, అలాగే డ్యూటెరియం మరియు ట్రిటియం ఉపయోగించి ఒక సాధారణ అణు బాంబు ఉంది. హైడ్రోజన్ బాంబును పేల్చాలంటే ముందుగా అణు బాంబును పేల్చాలి. అణు విస్ఫోటనం అధిక ఉష్ణోగ్రత మరియు పీడనాన్ని సృష్టిస్తుంది, దీనిలో బాంబులో ఉన్న హైడ్రోజన్ హీలియంగా మారడం ప్రారంభమవుతుంది. ఈ విధంగా విడుదలయ్యే శక్తి ప్రతిచర్య యొక్క తదుపరి కోర్సుకు అవసరమైన అధిక ఉష్ణోగ్రతను నిర్వహిస్తుంది. అందువల్ల, హైడ్రోజన్‌ను హీలియంగా మార్చడం అనేది మొత్తం హైడ్రోజన్ "కాలిపోయే వరకు" లేదా బాంబు షెల్ కూలిపోయే వరకు కొనసాగుతుంది. అణు విస్ఫోటనం, హైడ్రోజన్ బాంబును "మంటలు" చేస్తుంది మరియు దాని చర్య అణు విస్ఫోటనం యొక్క శక్తిని గణనీయంగా పెంచుతుంది.
హైడ్రోజన్ బాంబు పేలుడు అణు విస్ఫోటనం వలె అదే పరిణామాలతో కూడి ఉంటుంది - అధిక ఉష్ణోగ్రత, షాక్ వేవ్ మరియు రేడియోధార్మిక ఉత్పత్తుల ఆవిర్భావం. అయితే, హైడ్రోజన్ బాంబుల శక్తి యురేనియం మరియు ప్లూటోనియం బాంబుల శక్తి కంటే చాలా రెట్లు ఎక్కువ.
అణు బాంబులు క్లిష్టమైన ద్రవ్యరాశిని కలిగి ఉంటాయి. అటువంటి బాంబులో అణు ఇంధనం మొత్తాన్ని పెంచడం ద్వారా, మేము దానిని పూర్తిగా వేరు చేయలేము. యురేనియం లేదా ప్లూటోనియం యొక్క ముఖ్యమైన భాగం సాధారణంగా పేలుడు జోన్లో వేరు చేయని రూపంలో చెల్లాచెదురుగా ఉంటుంది. ఇది అణు బాంబుల శక్తిని పెంచడం చాలా కష్టతరం చేస్తుంది. హైడ్రోజన్ బాంబుకు క్లిష్టమైన ద్రవ్యరాశి ఉండదు. అందువల్ల, అటువంటి బాంబుల శక్తిని గణనీయంగా పెంచవచ్చు.
డ్యూటెరియం మరియు ట్రిటియం ఉపయోగించి హైడ్రోజన్ బాంబుల ఉత్పత్తికి అపారమైన శక్తి వ్యయం ఉంటుంది. భారీ నీటి నుండి డ్యూటెరియం పొందవచ్చు. ట్రిటియం పొందడానికి, లిథియంను 6 న్యూట్రాన్‌లతో పేల్చివేయాలి. సంభవించే ప్రతిచర్య పేజీ 29లో చూపబడింది. న్యూట్రాన్ల యొక్క అత్యంత శక్తివంతమైన మూలం పరమాణు బాయిలర్లు. సగటు-శక్తి బాయిలర్ యొక్క మధ్య భాగం యొక్క ఉపరితలం యొక్క ప్రతి చదరపు సెంటీమీటర్ ద్వారా, సుమారు 1000 బిలియన్ న్యూట్రాన్లు రక్షిత షెల్‌లోకి ప్రవేశిస్తాయి. ఈ షెల్‌లో ఛానెల్‌లను తయారు చేసి, వాటిలో లిథియం 6 ఉంచడం ద్వారా ట్రిటియం పొందవచ్చు. సహజ లిథియం రెండు ఐసోటోప్‌లను కలిగి ఉంది: లిథియం 6 మరియు లిథియం 7. లిథియం బి వాటా 7.3% మాత్రమే. దాని నుండి లభించే ట్రిటియం రేడియోధార్మికతగా మారుతుంది. ఎలక్ట్రాన్లను విడుదల చేయడం, అది హీలియం 3గా మారుతుంది. ట్రిటియం యొక్క సగం జీవితం 12 సంవత్సరాలు.
సోవియట్ యూనియన్ త్వరగా అణు బాంబుపై US గుత్తాధిపత్యాన్ని రద్దు చేసింది. దీని తరువాత, అమెరికన్ సామ్రాజ్యవాదులు శాంతిని ఇష్టపడే ప్రజలను హైడ్రోజన్ బాంబుతో భయపెట్టడానికి ప్రయత్నించారు. అయితే, యుద్ధవాది యొక్క ఈ లెక్కలు కూడా విఫలమయ్యాయి. ఆగష్టు 8, 1953 న, USSR యొక్క సుప్రీం సోవియట్ యొక్క ఐదవ సెషన్‌లో, కామ్రేడ్ మాలెన్కోవ్ హైడ్రోజన్ బాంబు ఉత్పత్తిలో యునైటెడ్ స్టేట్స్ గుత్తాధిపత్యం కాదని ఎత్తి చూపారు. దీని తరువాత, ఆగష్టు 20, 1953 న, సోవియట్ యూనియన్‌లో హైడ్రోజన్ బాంబును విజయవంతంగా పరీక్షించడంపై ప్రభుత్వ నివేదిక ప్రచురించబడింది. ఈ సందేశంలో, మన దేశ ప్రభుత్వం అన్ని రకాల అణు ఆయుధాలపై నిషేధాన్ని సాధించాలనే దాని స్థిరమైన కోరికను మరోసారి ధృవీకరించింది మరియు ఈ నిషేధం అమలుపై కఠినమైన అంతర్జాతీయ నియంత్రణను ఏర్పాటు చేసింది.
థర్మోన్యూక్లియర్ రియాక్షన్‌ని నియంత్రించగలిగేలా చేయడం మరియు హైడ్రోజన్ న్యూక్లియైల శక్తిని పారిశ్రామిక అవసరాల కోసం ఉపయోగించడం సాధ్యమేనా?
హైడ్రోజన్‌ను హీలియంగా మార్చే ప్రక్రియలో క్లిష్టమైన ద్రవ్యరాశి ఉండదు. అందువల్ల, ఇది తక్కువ మొత్తంలో హైడ్రోజన్ ఐసోటోపులతో కూడా ఉత్పత్తి చేయబడుతుంది. కానీ దీని కోసం అధిక ఉష్ణోగ్రత యొక్క కొత్త వనరులను సృష్టించడం అవసరం, వాటి అతి చిన్న పరిమాణంలో అణు విస్ఫోటనం నుండి భిన్నంగా ఉంటుంది. ఈ ప్రయోజనం కోసం డ్యూటెరియం మరియు ట్రిటియం మధ్య ప్రతిచర్య కంటే కొంత నెమ్మదిగా థర్మోన్యూక్లియర్ ప్రతిచర్యలను ఉపయోగించడం కూడా సాధ్యమే. ప్రస్తుతం, శాస్త్రవేత్తలు నైతిక సమస్యలను పరిష్కరించడానికి కృషి చేస్తున్నారు.
నక్షత్రాల అంతర్గత నిర్మాణం
వివిధ శక్తుల చర్యకు లోబడి నక్షత్రాన్ని శరీరంగా పరిగణిస్తాము. గురుత్వాకర్షణ శక్తి నక్షత్రం యొక్క పదార్థాన్ని కేంద్రం వైపుకు లాగుతుంది, అయితే వాయువు మరియు కాంతి పీడనం, లోపలి నుండి నిర్దేశించబడి, దానిని కేంద్రం నుండి దూరంగా నెట్టివేస్తాయి. నక్షత్రం స్థిరమైన శరీరంగా ఉన్నందున, పోటీ శక్తుల మధ్య కొంత సమతుల్యత ఉందని ఇది అనుసరిస్తుంది. దీన్ని చేయడానికి, నక్షత్రంలోని వివిధ పొరల ఉష్ణోగ్రత తప్పనిసరిగా సెట్ చేయబడాలి, ప్రతి పొరలో శక్తి యొక్క బాహ్య ప్రవాహం దాని క్రింద ఉత్పత్తి చేయబడిన మొత్తం శక్తిని ఉపరితలంపైకి తీసుకువెళుతుంది. ఒక చిన్న సెంట్రల్ కోర్లో శక్తి ఉత్పత్తి అవుతుంది. నక్షత్రం యొక్క జీవితపు ప్రారంభ కాలానికి, దాని కుదింపు శక్తికి మూలం. కానీ ఉష్ణోగ్రత చాలా వరకు పెరిగే వరకు మాత్రమే అణు ప్రతిచర్యలు ప్రారంభమవుతాయి.
నక్షత్రాలు మరియు గెలాక్సీల నిర్మాణం
విశ్వంలోని పదార్థం అనేక రకాల రూపాలు మరియు స్థితులలో నిరంతర అభివృద్ధిలో ఉంది. పదార్థం యొక్క ఉనికి యొక్క రూపాలు మారుతాయి కాబట్టి, తత్ఫలితంగా, విభిన్నమైన మరియు విభిన్నమైన వస్తువులు ఒకే సమయంలో ఉద్భవించలేవు, కానీ వివిధ యుగాలలో ఏర్పడ్డాయి మరియు అందువల్ల వాటి స్వంత నిర్దిష్ట వయస్సును కలిగి ఉంటాయి, వాటి మూలం ప్రారంభం నుండి లెక్కించబడుతుంది.
కాస్మోగోనీ యొక్క శాస్త్రీయ పునాదులు న్యూటన్ చేత వేయబడ్డాయి, అతను దాని స్వంత గురుత్వాకర్షణ ప్రభావంతో అంతరిక్షంలో ఉన్న పదార్థం సంపీడన ముక్కలుగా విభజించబడిందని చూపించాడు. నక్షత్రాలు ఏర్పడే పదార్థపు గుబ్బల ఏర్పాటు సిద్ధాంతాన్ని ఆంగ్ల ఖగోళ భౌతిక శాస్త్రవేత్త J. జీన్స్ 1902లో అభివృద్ధి చేశారు. ఈ సిద్ధాంతం గెలాక్సీల మూలాన్ని కూడా వివరిస్తుంది. స్థిరమైన ఉష్ణోగ్రత మరియు సాంద్రతతో ప్రారంభంలో సజాతీయ మాధ్యమంలో, సంపీడనం సంభవించవచ్చు. దానిలోని పరస్పర గురుత్వాకర్షణ శక్తి వాయువు పీడనం యొక్క శక్తిని మించి ఉంటే, అప్పుడు మాధ్యమం కుదించడం ప్రారంభమవుతుంది మరియు వాయువు పీడనం ప్రబలంగా ఉంటే, అప్పుడు పదార్థం అంతరిక్షంలో చెదరగొట్టబడుతుంది.
మెటాగాలాక్సీ వయస్సు 13-15 బిలియన్ సంవత్సరాలు అని నమ్ముతారు. ఈ వయస్సు మన గెలాక్సీలోని పురాతన నక్షత్రాలు మరియు గ్లోబులర్ స్టార్ క్లస్టర్‌ల వయస్సు అంచనాలకు విరుద్ధంగా లేదు.
నక్షత్రాల పరిణామం
గెలాక్సీ యొక్క వాయువు మరియు ధూళి వాతావరణంలో ఉత్పన్నమయ్యే సంక్షేపణలు, వాటి స్వంత గురుత్వాకర్షణ ప్రభావంతో సంకోచించడం కొనసాగించడాన్ని ప్రోటోస్టార్స్ అంటారు. ఇది సంకోచించినప్పుడు, ప్రోటోస్టార్ యొక్క సాంద్రత మరియు ఉష్ణోగ్రత పెరుగుతుంది మరియు ఇది స్పెక్ట్రం యొక్క పరారుణ పరిధిలో సమృద్ధిగా విడుదల చేయడం ప్రారంభిస్తుంది. ప్రోటోస్టార్‌ల కుదింపు వ్యవధి భిన్నంగా ఉంటుంది: సూర్యుడి కంటే తక్కువ ద్రవ్యరాశి ఉన్నవారికి - వందల మిలియన్ల సంవత్సరాలు, మరియు భారీ వాటికి - వందల వేల సంవత్సరాలు మాత్రమే. ప్రోటోస్టార్ యొక్క ప్రేగులలో ఉష్ణోగ్రత అనేక మిలియన్ కెల్విన్‌కు పెరిగినప్పుడు, వాటిలో థర్మోన్యూక్లియర్ ప్రతిచర్యలు ప్రారంభమవుతాయి, హైడ్రోజన్‌ను హీలియంగా మారుస్తుంది. ఈ సందర్భంలో, అపారమైన శక్తి విడుదల చేయబడుతుంది, మరింత కుదింపును నిరోధిస్తుంది మరియు పదార్థాన్ని స్వీయ-ప్రకాశించే స్థాయికి వేడి చేస్తుంది - ప్రోటోస్టార్ సాధారణ నక్షత్రంగా మారుతుంది. కాబట్టి, కుదింపు దశ హైడ్రోజన్ యొక్క క్రమంగా "బర్న్అవుట్"తో పాటు స్థిరమైన దశతో భర్తీ చేయబడుతుంది. నక్షత్రం తన జీవితంలో ఎక్కువ భాగం నిశ్చల దశలోనే గడుపుతుంది. పరిణామం యొక్క ఈ దశలో ప్రధాన "స్పెక్ట్రమ్-ప్రకాశం" క్రమంలో ఉన్న నక్షత్రాలు కనుగొనబడ్డాయి. ఒక నక్షత్రం ప్రధాన క్రమంలో ఉండే సమయం నక్షత్రం యొక్క ద్రవ్యరాశికి అనులోమానుపాతంలో ఉంటుంది, ఎందుకంటే అణు ఇంధనం సరఫరా దీనిపై ఆధారపడి ఉంటుంది మరియు అణు ఇంధన వినియోగ రేటును నిర్ణయించే ప్రకాశానికి విలోమానుపాతంలో ఉంటుంది.
మధ్య ప్రాంతంలోని హైడ్రోజన్ మొత్తం హీలియంగా మారినప్పుడు, నక్షత్రం లోపల హీలియం కోర్ ఏర్పడుతుంది. ఇప్పుడు హైడ్రోజన్ నక్షత్రం మధ్యలో కాకుండా హీలియంగా మారుతుంది, కానీ చాలా వేడిగా ఉన్న హీలియం కోర్ ప్రక్కనే ఉన్న పొరలో ఉంటుంది. హీలియం కోర్ లోపల శక్తి వనరులు లేనంత కాలం, అది నిరంతరం తగ్గిపోతుంది మరియు అదే సమయంలో మరింత వేడెక్కుతుంది. న్యూక్లియస్ యొక్క కుదింపు న్యూక్లియస్ సరిహద్దుకు సమీపంలో ఉన్న పలుచని పొరలో అణుశక్తిని మరింత వేగంగా విడుదల చేయడానికి దారితీస్తుంది. మరింత భారీ నక్షత్రాలలో, కుదింపు సమయంలో కోర్ యొక్క ఉష్ణోగ్రత 80 మిలియన్ కెల్విన్ కంటే ఎక్కువగా ఉంటుంది మరియు థర్మోన్యూక్లియర్ ప్రతిచర్యలు దానిలో ప్రారంభమవుతాయి, హీలియంను కార్బన్‌గా మారుస్తుంది మరియు తరువాత ఇతర భారీ రసాయన మూలకాలుగా మారుస్తుంది. కోర్ మరియు దాని పరిసరాల నుండి తప్పించుకునే శక్తి వాయువు పీడనం పెరుగుదలకు కారణమవుతుంది, దీని ప్రభావంతో ఫోటోస్పియర్ విస్తరిస్తుంది. నక్షత్రం అంతర్భాగం నుండి ఫోటోస్పియర్‌కు వచ్చే శక్తి ఇప్పుడు మునుపటి కంటే పెద్ద ప్రదేశంలో వ్యాపించింది. ఈ విషయంలో, ఫోటోస్పియర్ యొక్క ఉష్ణోగ్రత తగ్గుతుంది. నక్షత్రం ప్రధాన శ్రేణి నుండి కదులుతుంది, క్రమంగా దాని ద్రవ్యరాశిని బట్టి రెడ్ జెయింట్ లేదా సూపర్ జెయింట్ అవుతుంది మరియు పాత నక్షత్రం అవుతుంది. పసుపు సూపర్‌జెయింట్ దశను దాటినప్పుడు, ఒక నక్షత్రం పల్సేటింగ్‌గా మారవచ్చు, అంటే భౌతిక వేరియబుల్ స్టార్‌గా మారుతుంది మరియు ఎరుపు జెయింట్ దశలో అలాగే ఉంటుంది. చిన్న ద్రవ్యరాశి ఉన్న నక్షత్రం యొక్క ఉబ్బిన షెల్ ఇప్పటికే కోర్ ద్వారా బలహీనంగా ఆకర్షించబడింది మరియు క్రమంగా దాని నుండి దూరంగా వెళ్లి, గ్రహ నిహారికను ఏర్పరుస్తుంది. షెల్ యొక్క చివరి వెదజల్లిన తరువాత, నక్షత్రం యొక్క హాట్ కోర్ మాత్రమే మిగిలి ఉంది - తెల్ల మరగుజ్జు.
మరింత భారీ నక్షత్రాల విధి భిన్నంగా ఉంటుంది. ఒక నక్షత్రం యొక్క ద్రవ్యరాశి సూర్యుని ద్రవ్యరాశికి దాదాపు రెండింతలు ఉంటే, అటువంటి నక్షత్రాలు వాటి పరిణామం యొక్క చివరి దశలలో స్థిరత్వాన్ని కోల్పోతాయి. ప్రత్యేకించి, అవి సూపర్నోవాగా పేలిపోయి, అనేక కిలోమీటర్ల వ్యాసార్థంతో బంతుల పరిమాణానికి విపత్తుగా కుంచించుకుపోతాయి, అంటే న్యూట్రాన్ నక్షత్రాలుగా మారుతాయి.
సూర్యుని ద్రవ్యరాశి కంటే రెట్టింపు ద్రవ్యరాశి ఉన్న నక్షత్రం, దాని సమతుల్యతను కోల్పోయి, సంకోచించడం ప్రారంభించి, న్యూట్రాన్ నక్షత్రంగా మారుతుంది లేదా స్థిరమైన స్థితిని సాధించలేకపోతుంది. అపరిమిత కుదింపు ప్రక్రియలో, ఇది బ్లాక్ హోల్‌గా మారే అవకాశం ఉంది.
తెల్ల మరుగుజ్జులు
తెల్ల మరుగుజ్జులు అసాధారణమైనవి, చాలా చిన్నవి, అధిక ఉపరితల ఉష్ణోగ్రతలతో దట్టమైన నక్షత్రాలు. తెల్ల మరుగుజ్జుల అంతర్గత నిర్మాణం యొక్క ప్రధాన ప్రత్యేక లక్షణం సాధారణ నక్షత్రాలతో పోలిస్తే వాటి భారీ సాంద్రత. అపారమైన సాంద్రత కారణంగా, తెల్ల మరగుజ్జుల లోపలి భాగంలో వాయువు అసాధారణ స్థితిలో ఉంది - క్షీణిస్తుంది. అటువంటి క్షీణించిన వాయువు యొక్క లక్షణాలు సాధారణ వాయువుల లక్షణాలతో సమానంగా ఉండవు. దాని పీడనం, ఉదాహరణకు, ఉష్ణోగ్రత నుండి ఆచరణాత్మకంగా స్వతంత్రంగా ఉంటుంది. తెల్ల మరగుజ్జు యొక్క స్థిరత్వం అపారమైన గురుత్వాకర్షణ శక్తి దాని లోతులలో క్షీణించిన వాయువు యొక్క పీడనం ద్వారా వ్యతిరేకించబడుతుందనే వాస్తవం ద్వారా నిర్వహించబడుతుంది.
తెల్ల మరగుజ్జులు చాలా పెద్ద ద్రవ్యరాశి లేని నక్షత్రాల పరిణామం యొక్క చివరి దశలో ఉన్నాయి. నక్షత్రంలో అణు వనరులు లేవు మరియు ఇది చాలా కాలం పాటు మెరుస్తూ, నెమ్మదిగా చల్లబరుస్తుంది. తెల్ల మరుగుజ్జులు వాటి ద్రవ్యరాశి 1.4 సౌర ద్రవ్యరాశిని మించి ఉంటే తప్ప స్థిరంగా ఉంటాయి.
న్యూట్రాన్ నక్షత్రాలు
న్యూట్రాన్ నక్షత్రాలు చాలా చిన్నవి, అతి దట్టమైన ఖగోళ వస్తువులు. వాటి వ్యాసం సగటున అనేక పదుల కిలోమీటర్ల కంటే ఎక్కువ కాదు. ఆ సమయంలో దాని ద్రవ్యరాశి 1.4 సౌర ద్రవ్యరాశిని మించి ఉంటే, ఒక సాధారణ నక్షత్రం యొక్క ప్రేగులలోని థర్మోన్యూక్లియర్ శక్తి యొక్క మూలాల అలసట తర్వాత న్యూట్రాన్ నక్షత్రాలు ఏర్పడతాయి. థర్మోన్యూక్లియర్ శక్తికి మూలం లేనందున, నక్షత్రం యొక్క స్థిరమైన సమతౌల్యం అసాధ్యం అవుతుంది మరియు కేంద్రం వైపు నక్షత్రం యొక్క విపత్తు సంపీడనం ప్రారంభమవుతుంది - గురుత్వాకర్షణ పతనం. నక్షత్రం యొక్క ప్రారంభ ద్రవ్యరాశి నిర్దిష్ట క్లిష్టమైన విలువను మించకపోతే, కేంద్ర భాగాలలో పతనం ఆగిపోయి వేడి న్యూట్రాన్ నక్షత్రం ఏర్పడుతుంది. పతనం ప్రక్రియ సెకనులో కొంత భాగాన్ని తీసుకుంటుంది. న్యూట్రినోల ఉద్గారాలతో వేడి న్యూట్రాన్ నక్షత్రంలోకి మిగిలిన స్టార్ షెల్ లీకేజ్ కావడం లేదా "అన్‌బర్న్" పదార్థం లేదా భ్రమణ శక్తి యొక్క థర్మోన్యూక్లియర్ శక్తి కారణంగా షెల్ విడుదల కావడం ద్వారా దీనిని అనుసరించవచ్చు. అటువంటి ఎజెక్షన్ చాలా త్వరగా జరుగుతుంది మరియు భూమి నుండి ఇది సూపర్నోవా పేలుడు వలె కనిపిస్తుంది. గమనించిన న్యూట్రాన్ స్టార్ పల్సర్లు తరచుగా సూపర్నోవా అవశేషాలతో సంబంధం కలిగి ఉంటాయి. న్యూట్రాన్ నక్షత్రం యొక్క ద్రవ్యరాశి 3-5 సౌర ద్రవ్యరాశిని మించి ఉంటే, దాని సమతుల్యత అసాధ్యం అవుతుంది మరియు అటువంటి నక్షత్రం కాల రంధ్రం అవుతుంది. న్యూట్రాన్ నక్షత్రాల యొక్క చాలా ముఖ్యమైన లక్షణాలు భ్రమణం మరియు అయస్కాంత క్షేత్రం. అయస్కాంత క్షేత్రం భూమి యొక్క అయస్కాంత క్షేత్రం కంటే బిలియన్ల నుండి ట్రిలియన్ల రెట్లు బలంగా ఉంటుంది.
సౌరశక్తికి మూలం ఏది? అపారమైన శక్తిని ఉత్పత్తి చేసే ప్రక్రియల స్వభావం ఏమిటి? ఎంతకాలం సూర్యుడు ప్రకాశిస్తూనే ఉంటాడు?భౌతిక శాస్త్రవేత్తలు శక్తి పరిరక్షణ నియమాన్ని రూపొందించిన తర్వాత, 19వ శతాబ్దం మధ్యలో ఖగోళ శాస్త్రవేత్తలు ఈ ప్రశ్నలకు సమాధానమివ్వడానికి మొదటి ప్రయత్నాలు చేశారు.
రాబర్ట్ మేయర్ ఉల్కలు మరియు ఉల్క కణాల ద్వారా ఉపరితలంపై నిరంతరం బాంబు దాడి చేయడం వల్ల సూర్యుడు ప్రకాశిస్తుందని సూచించాడు. ఈ పరికల్పన తిరస్కరించబడింది, ఎందుకంటే ప్రస్తుత స్థాయిలో సూర్యుని ప్రకాశాన్ని కొనసాగించడానికి, ప్రతి సెకనుకు 2 * 1015 కిలోల ఉల్క పదార్థం దానిపై పడటం అవసరం అని ఒక సాధారణ గణన చూపిస్తుంది. ఒక సంవత్సరం వ్యవధిలో ఇది 6*1022 కిలోలు, మరియు సూర్యుని జీవితకాలంలో, 5 బిలియన్ సంవత్సరాలలో - 3*1032 కిలోలు. సూర్యుని ద్రవ్యరాశి M = 2*1030 kg, కాబట్టి, ఐదు బిలియన్ సంవత్సరాలలో, సూర్యుని ద్రవ్యరాశి కంటే 150 రెట్లు ఎక్కువ పదార్థం సూర్యునిపై పడాలి.
రెండవ పరికల్పనను హెల్మ్‌హోల్ట్జ్ మరియు కెల్విన్ 19వ శతాబ్దం మధ్యలో కూడా వ్యక్తం చేశారు. సంవత్సరానికి 60-70 మీటర్ల కుదింపు కారణంగా సూర్యుడు ప్రకాశిస్తుందని వారు సూచించారు. సంపీడనానికి కారణం సౌర కణాల పరస్పర ఆకర్షణ, అందుకే ఈ పరికల్పనను సంకోచం అంటారు. మేము ఈ పరికల్పన ప్రకారం ఒక గణన చేస్తే, అప్పుడు సూర్యుని వయస్సు 20 మిలియన్ సంవత్సరాల కంటే ఎక్కువ ఉండదు, ఇది భూమి యొక్క నేల మరియు నేల యొక్క భౌగోళిక నమూనాలలో మూలకాల యొక్క రేడియోధార్మిక క్షయం యొక్క విశ్లేషణ నుండి పొందిన ఆధునిక డేటాకు విరుద్ధంగా ఉంటుంది. చంద్రుడు.
ఇరవయ్యవ శతాబ్దం ప్రారంభంలో జేమ్స్ జీన్స్ చేత సౌర శక్తి యొక్క సాధ్యమైన మూలాల గురించి మూడవ పరికల్పన వ్యక్తీకరించబడింది. సూర్యుని లోతుల్లో భారీ రేడియో ధార్మిక మూలకాలు ఆకస్మికంగా క్షీణించి శక్తిని విడుదల చేయవచ్చని ఆయన సూచించారు. ఉదాహరణకు, యురేనియం థోరియం మరియు సీసంలోకి మారడం శక్తి విడుదలతో కూడి ఉంటుంది. ఈ పరికల్పన యొక్క తదుపరి విశ్లేషణ కూడా దాని అస్థిరతను చూపించింది; యురేనియం మాత్రమే ఉన్న నక్షత్రం సూర్యుని యొక్క గమనించిన ప్రకాశాన్ని ఉత్పత్తి చేయడానికి తగినంత శక్తిని విడుదల చేయదు. అదనంగా, మన నక్షత్రం కంటే చాలా రెట్లు ఎక్కువ ప్రకాశం ఉన్న నక్షత్రాలు ఉన్నాయి. ఆ నక్షత్రాలు రేడియోధార్మిక పదార్థాల పెద్ద నిల్వలను కూడా కలిగి ఉండే అవకాశం లేదు.
నక్షత్రాల ప్రేగులలో అణు ప్రతిచర్యల ఫలితంగా మూలకాల సంశ్లేషణ యొక్క పరికల్పన అత్యంత సంభావ్య పరికల్పనగా మారింది.
1935లో, హన్స్ బెతే సౌరశక్తికి మూలం హైడ్రోజన్‌ను హీలియంగా మార్చే థర్మోన్యూక్లియర్ రియాక్షన్ అని ఊహించాడు. అందుకే 1967లో బెతేకు నోబెల్ బహుమతి లభించింది.
సూర్యుని రసాయన కూర్పు ఇతర నక్షత్రాల మాదిరిగానే ఉంటుంది. దాదాపు 75% హైడ్రోజన్, 25% హీలియం మరియు 1% కంటే తక్కువ అన్ని ఇతర రసాయన మూలకాలు (ప్రధానంగా కార్బన్, ఆక్సిజన్, నైట్రోజన్ మొదలైనవి). విశ్వం పుట్టిన వెంటనే, "భారీ" మూలకాలు లేవు. అవన్నీ, అనగా. హీలియం కంటే బరువైన మూలకాలు మరియు అనేక ఆల్ఫా కణాలు కూడా థర్మోన్యూక్లియర్ ఫ్యూజన్ సమయంలో నక్షత్రాలలో హైడ్రోజన్‌ను "దహనం" చేసే సమయంలో ఏర్పడ్డాయి. సూర్యుని వంటి నక్షత్రం యొక్క లక్షణం జీవితకాలం పది బిలియన్ సంవత్సరాలు.
శక్తి యొక్క ప్రధాన మూలం ప్రోటాన్-ప్రోటాన్ చక్రం - చాలా నెమ్మదిగా ప్రతిచర్య (లక్షణ సమయం 7.9 * 109 సంవత్సరాలు), ఎందుకంటే ఇది బలహీనమైన పరస్పర చర్య కారణంగా ఉంటుంది. నాలుగు ప్రోటాన్ల నుంచి హీలియం న్యూక్లియస్ ఏర్పడుతుందనేది దీని సారాంశం. ఈ సందర్భంలో, ఒక జత పాజిట్రాన్లు మరియు ఒక జత న్యూట్రినోలు విడుదలవుతాయి, అలాగే 26.7 MeV శక్తి విడుదల అవుతుంది. సూర్యుడు సెకనుకు విడుదల చేసే న్యూట్రినోల సంఖ్య సూర్యుని ప్రకాశం ద్వారా మాత్రమే నిర్ణయించబడుతుంది. 26.7 MeV విడుదలైనప్పుడు 2 న్యూట్రినోలు పుడతాయి కాబట్టి, న్యూట్రినో ఉద్గార రేటు: 1.8*1038 న్యూట్రినోలు/s.
ఈ సిద్ధాంతానికి ప్రత్యక్ష పరీక్ష సోలార్ న్యూట్రినోల పరిశీలన. హై-ఎనర్జీ (బోరాన్) న్యూట్రినోలు క్లోరిన్-ఆర్గాన్ ప్రయోగాలలో (డేవిస్ ప్రయోగాలు) కనుగొనబడ్డాయి మరియు సూర్యుని యొక్క ప్రామాణిక నమూనా యొక్క సైద్ధాంతిక విలువతో పోలిస్తే స్థిరంగా న్యూట్రినోల కొరతను చూపుతాయి. pp ప్రతిచర్యలో నేరుగా ఉత్పన్నమయ్యే తక్కువ-శక్తి న్యూట్రినోలు గాలియం-జెర్మానియం ప్రయోగాలలో నమోదు చేయబడ్డాయి (గ్రాన్ సాస్సో (ఇటలీ - జర్మనీ)లో GALLEX మరియు బక్సాన్‌లోని SAGE (రష్యా - USA)); వారు కూడా "తప్పిపోయారు".
కొన్ని అంచనాల ప్రకారం, న్యూట్రినోలు సున్నాకి భిన్నంగా మిగిలిన ద్రవ్యరాశిని కలిగి ఉంటే, వివిధ రకాల న్యూట్రినోల డోలనాలు (రూపాంతరాలు) సాధ్యమవుతాయి (మిఖీవ్ - స్మిర్నోవ్ - వుల్ఫెన్‌స్టెయిన్ ప్రభావం) (మూడు రకాల న్యూట్రినోలు ఉన్నాయి: ఎలక్ట్రాన్, మ్యూవాన్ మరియు టౌన్ న్యూట్రినోలు) . ఎందుకంటే ఇతర న్యూట్రినోలు ఎలక్ట్రాన్‌ల కంటే పదార్థంతో పరస్పర చర్య కోసం చాలా చిన్న క్రాస్ సెక్షన్‌లను కలిగి ఉన్నందున, ఖగోళ శాస్త్ర డేటా యొక్క మొత్తం సెట్ ఆధారంగా నిర్మించబడిన సూర్యుని యొక్క ప్రామాణిక నమూనాను మార్చకుండా గమనించిన లోటును వివరించవచ్చు.
ప్రతి సెకను, సూర్యుడు దాదాపు 600 మిలియన్ టన్నుల హైడ్రోజన్‌ను ప్రాసెస్ చేస్తాడు. అణు ఇంధన నిల్వలు మరో ఐదు బిలియన్ సంవత్సరాల పాటు కొనసాగుతాయి, ఆ తర్వాత అది క్రమంగా తెల్ల మరగుజ్జుగా మారుతుంది.
సూర్యుని యొక్క కేంద్ర భాగాలు సంకోచించబడతాయి, వేడెక్కుతాయి మరియు బయటి షెల్‌కు బదిలీ చేయబడిన వేడి ఆధునిక వాటితో పోలిస్తే భయంకరమైన పరిమాణాలకు దాని విస్తరణకు దారి తీస్తుంది: సూర్యుడు చాలా విస్తరిస్తుంది, అది మెర్క్యురీ, శుక్రుడిని గ్రహిస్తుంది మరియు తినేస్తుంది. ఇంధనం” ప్రస్తుతం కంటే వంద రెట్లు వేగంగా. ఇది సూర్యుని పరిమాణంలో పెరుగుదలకు దారి తీస్తుంది; మన నక్షత్రం ఎర్రటి దిగ్గజం అవుతుంది, దీని పరిమాణం భూమి నుండి సూర్యుడికి దూరంతో పోల్చవచ్చు! భూమిపై జీవం అదృశ్యమవుతుంది లేదా బయటి గ్రహాలపై ఆశ్రయం పొందుతుంది.
కొత్త దశకు మారడానికి సుమారు 100-200 మిలియన్ సంవత్సరాల సమయం పడుతుంది కాబట్టి, అటువంటి సంఘటన గురించి మేము ముందుగానే తెలుసుకుంటాము. సూర్యుని యొక్క మధ్య భాగం యొక్క ఉష్ణోగ్రత 100,000,000 K చేరుకున్నప్పుడు, హీలియం కూడా మండడం ప్రారంభమవుతుంది, భారీ మూలకాలుగా మారుతుంది మరియు సూర్యుడు సంపీడనం మరియు విస్తరణ యొక్క సంక్లిష్ట చక్రాల దశలోకి ప్రవేశిస్తాడు. చివరి దశలో, మన నక్షత్రం దాని బయటి కవచాన్ని కోల్పోతుంది, సెంట్రల్ కోర్ భూమి వలె చాలా ఎక్కువ సాంద్రత మరియు పరిమాణాన్ని కలిగి ఉంటుంది. మరికొన్ని బిలియన్ సంవత్సరాలు గడిచిపోతాయి, మరియు సూర్యుడు చల్లబరుస్తుంది, తెల్ల మరగుజ్జుగా మారుతుంది.