Kernfusie is het samensmelten van twee lichtere kernen tot een grotere kern waarbij enige energie vrijkomt. Laten we het hebben over het begin van kernfusie.
Kernfusie begint wanneer twee lichtere kernen, gescheiden door een bepaalde afstand, elkaar met hoge snelheid naderen om de elektrostatische afstoting daartussen te overwinnen. Op zeer kleine afstand ervaren twee kernen een sterke kernkracht die ervoor zorgt dat ze samensmelten tot één enkele zware kern.
Een lichtere kern bestaat uit protonen; er zal dus alleen afstoting tussen hen zijn, dus het combineren ervan is moeilijker. Beide kernen ervaren op korte afstand een sterke kernkracht die twee lichtere kernen combineert tot één. In dit bericht zullen we wat meer feiten over kernfusie leren.
Wanneer begint kernfusie in het leven van een ster?
Sterren zijn gemaakt van waterstof en helium, de lichtste elementen. Laten we nu eens kijken naar het smeken om kernfusie in sterren.
De kernfusie in sterren begint wanneer het heet genoeg is om de Coulomb-barrière tussen de elementen te overwinnen. De waterstofatomen in de ster botsen met elkaar en produceren een grote hoeveelheid warmte. Dit proces gaat door totdat de temperatuur 15000000°C bereikt.
Bij zeer hoge temperaturen fuseerde de waterstof tot deuterium. De deuteriummoleculen ondergaan verder kernfusie om helium te vormen. Het helium, zo gevormd door de kernreactie, is de belangrijkste energiebron van de ster.
Waar begint fusie in de levenscyclus van een ster?
Het leven van een ster begint als een eenvoudig waterstofgas in een nevel die door zijn zwaartekracht wordt samengetrokken. Laten we eens kijken waar de fusiereactie komt voor in de ster.
Kernfusie begint in de kern van de protoster, de beginfase van een ster. Het waterstofgas in een nevel draait heel snel en wordt opgewarmd om een protoster te worden. Wanneer de protoster een temperatuur van een miljoen graden bereikt, begint de fusie van waterstofgas tot een enorme kern in de kern of het centrum.
Voorwaarden voor kernfusie
Kernfusie wordt bereikt door de twee lichtere elementen op te sluiten. Aan sommige voorwaarden moet volledig zijn voldaan om het element te beperken. Laat ons de voorwaarde weten die nodig is voor fusie.
- Hoge temperatuur - een zeer hoge temperatuur zorgt ervoor dat de lichtere kernen de elektrische afstoting tussen de protonen kunnen overwinnen.
- Hoge druk – hoge druk drukt twee kernen samen. Ze moeten binnen het bereik van 10 liggen-15 m om ze te fuseren. Het intense magnetische veld wordt over het algemeen gebruikt om hoge druk in het laboratorium te creëren.
- Voldoende dichtheid - Bij hoge temperaturen bestaat de te fuseren kern in de plasmatoestand. De dichtheid moet hoog zijn in de plasmatoestand om de botsing tussen twee kernen te verzekeren.
- Opsluitingstijd – een essentieel criterium voor het optreden van kernfusie is de opsluitingstijd. De tijdsduur houdt het plasma binnen het gedefinieerde volume, afhankelijk van temperatuur en dichtheid om kernfusie te garanderen.
In welk stadium begint kernfusie?
Kernfusie komt niet van nature voor en de materie blijft niet behouden omdat een deel van de gefuseerde kernen als energie vrijkomt. Laten we ons concentreren op de beginfase van kernfusie.
Kernfusie begint wanneer het proton van de twee tegenover elkaar liggende atoomkernen wordt verwarmd tot een hoge temperatuur en met hoge snelheid beweegt om te botsen om de zwaardere kern te vormen. De nieuw gevormde kern heeft weer de neiging om naar het derde proton te bewegen om samen te smelten met het vrijkomen van energie.
Temperatuur vereist voor kernfusie
Temperatuur is de kinetische energie die nodig is om de kernen te fuseren, hangt samen met de temperatuur. Laat ons weten welke temperatuur nodig is voor fusie.
De temperatuur die nodig is voor kernfusie is minimaal 100 miljoen graden Celsius. De minimumtemperatuur van 107K is essentieel om kernfusie te starten. De kinetische energie van de kernen neemt toe met de temperatuur; dus overwinnen ze de afstoting en veroorzaken ze fusie.
Hoe komt kernfusie tot stand?
Waterstof en helium zijn de twee elementen die de voorkeur hebben voor kernfusie. Laten we ons concentreren op het feit dat het kernfusie aanmoedigt.
Kernfusie begint met het verhitten van waterstofgas. Het waterstofgas verandert in plasma met de toename van de temperatuur. Het proton verkrijgt maximale kinetische energie in de plasmatoestand en is klaar om een ander proton te breken; dus zal de aantrekkelijke nucleaire kracht tussen hen opwegen tegen de elektrische afstoting.
Wanneer stopt kernfusie?
Kernfusie is een exotherme reactie waarbij een enorme hoeveelheid energie vrijkomt in de vorm van warmte. Laten we ons nu concentreren op hoe kernfusie kan worden vertraagd.
Kernfusie is vrijwel een onbeperkte energiebron; het zal duren totdat er geen proton beschikbaar is om een verdere reactie te veroorzaken. Als de temperatuur daalt, zal plasma natuurlijk eindigen, wat het einde van kernfusie veroorzaakt, omdat kernfusie alleen mogelijk is in de plasmatoestand van materie.
Conclusie
Laten we dit bericht afronden door te stellen dat kernfusie de reden is waarom de zon bestaat. Kernfusie vindt elke seconde plaats in de zon, waardoor ze gaan gloeien. Daarom beschouwen we kernfusie als de belangrijkste bron van hernieuwbare energie. Het is moeilijk om kernfusie in het laboratorium te bereiken, omdat het hoogst onmogelijk is om hoge temperaturen te genereren.
Lees ook:
- Voorbeelden van kernbrandstoffen
- Is kernfusie mogelijk
- Kernfusieproces
- Is kernfusie hernieuwbaar?
- Voorbeelden van kernreacties
- Kernfusie-afval
- Kernfusie in sterren
- Voorbeelden van kernfusie
- Voorbeelden van kernsplijting
- Kernfusie in de zon
Ik ben Keerthi K Murthy, ik heb een postdoctorale opleiding natuurkunde afgerond, met de specialisatie op het gebied van vaste-stoffysica. Ik heb natuurkunde altijd beschouwd als een fundamenteel onderwerp dat verbonden is met ons dagelijks leven. Als natuurkundestudent vind ik het leuk om nieuwe dingen in de natuurkunde te ontdekken. Als schrijver is het mijn doel om de lezers op een vereenvoudigde manier te bereiken via mijn artikelen.
Hallo medelezer,
We zijn een klein team bij Techiescience, dat hard werkt tussen de grote spelers. Als je het leuk vindt wat je ziet, deel dan onze inhoud op sociale media. Uw steun maakt een groot verschil. Bedankt!