گداخت هسته‌ای چیست؟

0

در سال ۱۹۲۹ میلادی در فیزیکدان به نامهای رابرت آتکینسون و فریتز هوتر مانز برای نخستین بار با محاسبات خود نشان دادند چنانچه دو هسته اتمی سبک با همدیگر جوش خورده و یک هسته سنگین‌تر را تشکیل دهند مقدار زیادی انرژی در این فرایند آزاد خواهد شد هنوز چند سال بیشتر از این پیش بینی نگذشته بود که در سال ۱۹۳۲ و با ساخته شدن نخستین شتاب دهنده ذرات زیر اتمی توسط کاکرافت و والتون، یک فیزیکدان استرالیایی به نام مارک اولیفانت در آزمایشگاه مشهور کاوندیش در دانشگاه کمبریج انگلستان توانست با شلیک هسته‌های هیدروژن سنگین یا همان دوتریوم به سوی هسته اتم‌های عناصر مختلف برای اولین بار فرایند همجوشی (گداخت) هسته‌ای را به طور تجربی و در آزمایشگاه مشاهده کند.

آزمایشات اولیفانت صحت محاسبات آتکینسون وهوتر مانز را تأیید می‌کرد و نشان می‌داد که ذرات حاصل از گداخت هسته‌ای انرژی به مراتب بیشتری از هسته‌های سبک اولیه دارند. بدین ترتیب مشخص شد حین فرایند گداخت هسته‌ای هسته‌های سبک همواره مقدار زیادی انرژی پتانسیل نهفته در هستههای اتمی به صورت انرژی جنیشی ذرات حاصل آزاد خواهد شد (دقیقا برعکس فرایند شکافت هسته‌ای که در آن به واسطه شکافته شدن یک هسته سنگین، انرژی آزاد می‌شود). اما کشف فرایند همجوشی هسته‌ای فیزیکدان‌ها را در حل یک معمای دیرینه دیگر نیز یاری کردو آن معمای چگونگی تولید انرژی در ستارگان بود. فیزیکدان‌ها با توجه به آزاد شدن مقدار بسیار زیاد انرژی حین فرایند گداخت هسته‌ای عناصر سبک و نیز با توجه به وفوراتههای سبک در پهنه کیهان حدود ۹۰ درصد اتمهای کل جهان، اتم‌های هیدروژن هستند که سبک‌ترین عنصر کیهان محسوب می‌شود به این فکر افتادند که شاید سازو کار تولید انرژی در قلب ستاره‌ها – ومن جمله خورشید زندگی بخش خودمان نیز ماحصل همین فرایند گداخت هسته‌ای باشد.

بر مبنای همین ایده بود که دو اخترفیزیکدان آلمانی به نامهای کارل فریدریش فون وایتزکروهاتسبته حدود سال ۱۹۳۹ میلادی سرانجام موفق شدند چگونگی تولید انرژی در ستاره‌ها را بر اساس یک فرایند همجوشی هسته‌ای چرخهای توضیح دهند و بدین ترتیب نقش فوق العاده مهم فرایند گداخت هسته‌ای در عملکرد جهان برای بشر آشکار شد. امروزه می‌دانیم که ستاره‌ها حین فرایند گداخت هسته‌ای نه تنها تور و انرژی تولید می‌کنند، بلکه از این طریق هسته‌های سبکی نظیر هیدروژن را نیز به هسته‌های سنگین‌تر مانند کربن، نیتروژن، اکسیژن و تبدیل می‌کنند و بدین ترتیب اتم‌های اولیه مورد نیاز برای شکل‌گیری حیات آلی در جهان عملا به واسطه همین فرایندهای گداخت هسته‌ای در قلب ستاره‌ها ساخته می‌شوند. بنابراین در مورد نقش بسیار مهم فرایندهای گداخت هسته‌ای در ستارمها همین بس که به خاطر داشته باشیم از اتم‌های نیتروژن موجود در DNAماگرفته تا کلسیم موجود در استخوان‌های بدن ما و آهن موجود در خون ماهمه وهمه زمانی در قلب ستاره‌ها ساخته شده‌اند. به قول کارل ساگان، اخترفیزیکدان مشهور آمریکایی: «ما از ستاره‌ها ساخته شده‌ایم.»

   

ارسال یک پاسخ

آدرس ایمیل شما منتشر نخواهد شد.