البلازما والاندماج النووي الشمسي
الفيزياء والفلك >>>> ألبومات
Image: https://physicsworld.com/wp-content/uploads/2019/09/solar-flare-AdobeStock_kittiphat_180260458.jpg
تُعرّف البلازما على أنها غاز متأيّن شبه معتدل شديد الحرارة مؤلف من إلكترونات وأيونات وبعض الجسيمات الحياديّة وهي الحالة الرابعة للمادة الأكثر طاقة (1,2).
Image: https://news.asu.edu/sites/default/files/sun-eruption.jpg
عادةً نحصل على البلازما عن طريق تسخين الغاز إلى درجات حرارة عالية مما يسهم في تأيين ذرات المادة لذا تفقد الذرات مكوناتها(1).
Image: https://www.plasma-universe.com/wp-content/uploads/Plasma-lamp_2.jpg
تُشكّل البلازما 99.99% من إجمالي المادة المكوّنة لهذا الكون، ومن خصائصها أنها تتأثر بالحقول المغناطيسيّة والكهربائيّة، إضافة إلى كونها تُنتج عديدًا من الإشعاعات(2).
Image: https://phys.org/newman/gfx/news/hires/themysteriou.jpg
ونظرًا إلى أن الشمس كرة تتألف من بلازما الهيدروجين أساسًا، تعرف عمليّة الاندماج النووي التي تحصل في الشمس بأنها اتحاد الذرات الخفيفة لتشكيل ذرات أخرى ثقيلة بسبب درجات الحرارة العالية(3).
Image: https://i0.wp.com/fizikakademisi.com/wp-content/uploads/2016/11/maxresdefault.jpg?resize=1280%2C720
إذ عند تصادم ذرّات الهيدروجين فيما بينها، تندمج مُشكّلةً نوى ذرات الهيليوم، ونتيجةً لعملية الاندماج تلك تطلق الشمس كميةً هائلةً من الطاقة(3).
Image: https://www.seti.org/sites/default/files/styles/original/public/2021-09/Sun-Kappa-1-Ceti.jpg?itok=WEyv4qGX
واندماج الهيدروجين في الشمس هو المسؤول عن 85% من الطاقة الناتجة عنها(3).
Image: https://encrypted-tbn0.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcRlGg62Oe0VTIZGlOK1X31Jt96ZfN6k5ONdQQ&usqp=CAU
إذ تخسر الشمس من إجمالي كتلتها قرابة 600 مليون طن في كل ثانية نتيجة تفاعل اندماج (هيدروجين – هيليوم)، وتلك الخسارة في الكتلة تُحسب من علاقة آينشتاين الشهيرة "E=mc2 "(3).
Image: https://pbs.twimg.com/media/DBESHYMVYAAEq4O.jpg
تؤكد العلاقة السابقة أن كتلة الشمس تتحوّل إلى عدة أشكال من الطاقة، مثل الطاقة الحرارية والطاقة الإشعاعية التي تسهم في تدفئة وإنارة كوكب الأرض(3).
Image: https://astrosagas.com/wp-content/uploads/2020/09/vadim-sadovski-by-vadim-sadovski-1000000-degc.jpg
أجرى العلماء دراسات من أجل الحصول على الاندماج النووي على سطح الأرض مستفيدين من عمليات الاندماج التي تحدث في الشمس، وذلك للحصول على طاقة كهربائية عن طريق تحويل طاقة الاندماج السابقة(3).
Image: https://api.time.com/wp-content/uploads/2021/11/GettyImages-1236743997.jpg
إن أحد العوائق التي تعيق عمل الباحثين هي عدم إمكانية الحصول على درجات حرارة عالية -قرابة 150 مليون درجة مئوية- يمكن عن طريقها دمج نوى نظائر الهيدروجين لتكوين نوى ذرات الهيليوم(3).
Image: https://blogs-images.forbes.com/melaniewindridge/files/2019/04/EUROfusion-1200x968.jpg
تدقيق لغوي: عبد الرحمن عطية
المصادر:
2_Gases and plasmas – key terms [Internet]. Science Learning Hub. 2014 [cited 3 January 2022]. Available from: هنا
3_Plasmas and nuclear fusion [Internet]. Science Learning Hub. 2014 [cited 4 January 2022]. Available from: هنا
