Jedrsko zlivanje

Iz Wikipedije, proste enciklopedije

Jêdrsko zlívanje ali fuzíja je zlivanje vodikovih in drugih zelo lahkih atomskih jeder v težja jedra. Proces je nekakšno nasprotje razcepa jedra ali »jedrske fisije«, ki se uporablja v sodobnih jedrskih reaktorjih. Za razliko od fisije pri fuziji ne nastajajo radioaktivna atomska jedra, temveč stabilna helijeva jedra (drugi najbolj enostaven kemični element). Proces poteka pri zelo visokih temperaturah v središčih zvezd (temperatura v središču Soncu je okrog 15.000.000 K) z maso vsaj 0,08 Sončeve mase. Proces poteka tudi pri ogromnem tlaku, ko je snov močno zgoščena.

Hitrost jedrskega zlivanja v središču zvezde je obratno sorazmerno z njeno maso. Tako ima Sonce še dovolj materiala (goriva), da bo v njem tlelo še nadaljnjih 5 milijard let. Pritlikava zvezda z 0,1 Sončeve mase pa bo tlela tudi do 100 milijard let. Nasprotno pa zvezda z desetkratno maso Sonca tli le nekaj deset milijonov let, kar je v kozmičnem smislu zelo malo.

Prvi odstavek govori o tako imenovanem »primarnem jedrskem zlivanju«, ko se vodikova jedra zlivajo v helijeva. Ko se razmere v središču zvezde spremenijo – ko se porabi zadosten delež helijevih jeder in začne primanjkovati vodikovih – se začne zvezda sesedati, tlak in temperatura v sredici pa naraščata. Ko tlak in temperatura v središču dosežeta zadostni vrednosti, pa stečejo bolj zapletene rekacije, ko se helij nadalje pretvarja v ogljikova, kisikova in dušikova jedra (steče t.i. dušikov-kisikov-ogljikov cikel). Te zvezde so po navadi veliko bolj napihnjene in imajo dosti manjšo gostoto, temperature v njihovi sredici pa so od 19.000.000 K pa vse do 100.000.000 K, pri katerem nastanejo jedra železa. Ta so tako imenovani končni produkt. Zvezda je tako po notranji zgradbi podobna čebuli; iz središča navzven imamo naslednje plasti: silicijeva, dušikova, kisikova, ogljikova, silicijeva na zunanji strani zvezde pa helijeva.

Ko masa železovega jedra preseže 1,44 mase Sonca, nemudoma steče kolaps središča zvezde, ko se središče zvezde ustali na stopnji bele pritlikavke (če ima preostanek maso med 0 in 1,44 mase Sonca), nevtronske zvezde (če ima preostanek maso med 1,44 in 3,00 mase Sonca) ali črne luknje (če ima preostanek maso med 3,00 in nekje do 10,00 mase Sonca). Zunanje plasti zvezde pri tem odpihne v velikanski razširjajoči lupini, ki se imenuje »planetarna meglica«. To pomeni da ima približno enako velikost, kot jo ima Sončev planetarni sistem. Nekateri znanstveniki pravijo, da obstaja še četrta možnost, tako imenovana kvarčna zvezda, ki je sestavljena iz subatomskih delcev, imenovanih kvarki. Ta hipoteza je še vedno domena nepreverjenih raziskav in teorij.

[uredi] Fuzijski reaktor

V teku je projekt sodelovanja med Evropsko unijo (katero zastopa Euratom), Japonsko, ZDA, Rusijo, Kitajsko in Korejo, katerega cilje je izdelava prvega fuzijskega reaktorja ITER v kraju Cadarache v bližini Aix-en-Provence na jugu Francije. Po načrtih naj bi začel delovati leta 2016.