Kunnen Wetenschappers Een Ster Op Aarde Maken?

{h1}

Om een ​​ster op aarde te creëren, hebben wetenschappers een ongelooflijke hoeveelheid energie nodig. Ontdek hoe je een ster op aarde kunt maken.

In het centrum van ons zonnestelsel bevindt zich een enorme nucleaire generator. De aarde draait om dit massieve lichaam op een gemiddelde afstand van 93 miljoen mijl (149,6 miljoen kilometer). Het is een ster die we de zon noemen. De zon voorziet ons van de energie die nodig is voor het leven. Maar kunnen wetenschappers hier op de aarde een verkleinde versie maken?

Het is niet alleen mogelijk - het is al gedaan. Als je denkt aan een ster als een kernfusie-machine, heeft de mensheid de aard van sterren op aarde verdubbeld. Maar deze openbaring heeft kwalificaties. De voorbeelden van fusion hier op aarde zijn op kleine schaal en duren hoogstens een paar seconden.

Om te begrijpen hoe wetenschappers een ster kunnen maken, is het noodzakelijk om te leren waar sterren van gemaakt zijn en hoe fusion werkt. De zon is ongeveer 75 procent waterstof en 24 procent helium. Zwaardere elementen vormen het laatste procent van de massa van de zon. De kern van de zon is intens heet - temperaturen zijn hoger dan 15 miljoen graden Kelvin (bijna 27 miljoen graden Fahrenheit of iets minder dan 15 miljoen graden Celsius).

Bij deze temperaturen absorberen de waterstofatomen zoveel energie dat ze samensmelten. Dit is geen triviale zaak. De kern van een waterstofatoom is een enkel proton. Om twee protonen samen te smelten, heeft genoeg energie nodig om de elektromagnetische kracht te overwinnen. Dat komt omdat protonen positief geladen zijn. Als u bekend bent met magneten, weet u dat soortgelijke ladingen elkaar afstoten. Maar als je genoeg energie hebt om deze kracht te overwinnen, kun je de twee kernen samenvoegen tot één.

Wat je overhoudt na deze eerste fusie is deuterium, een isotoop van waterstof. Het is een atoom met één proton en één neutron. Door deuterium met waterstof te smelten, ontstaat helium-3. Door twee helium-3-atomen samen te smelten, ontstaan ​​helium-4 en twee waterstofatomen. Als je dat allemaal opbreekt, betekent dit in feite dat vier waterstofatomen samensmelten om een ​​enkel helium-4-atoom te creëren.

Hier komt energie in het spel. Een helium-4-atoom heeft samen minder massa dan vier waterstofatomen. Dus waar gaat die extra massa naartoe? Het wordt omgezet in energie. En zoals de beroemde vergelijking van Einstein ons vertelt, is energie gelijk aan de massa van een voorwerp maal de snelheid van het licht in het kwadraat. Dat betekent dat de massa van het kleinste deeltje gelijk is aan een enorme hoeveelheid energie.

Dus hoe kunnen wetenschappers een ster maken?

Sterrenkwaliteiten

De National Spherical Torus Experiment fusiereactor aan het Princeton University Plasma Physics Laboratory.

De National Spherical Torus Experiment fusiereactor aan het Princeton University Plasma Physics Laboratory.

Het creëren van voldoende energie om elektromagnetische krachten te overwinnen is niet eenvoudig, maar de Verenigde Staten zijn erin geslaagd het te doen op 1 november 1952. Dat is toen Ivy Mike, 's werelds eerste waterstofbom, ontplofte op het eiland Elugelab. De bom had twee fasen. De eerste fase was een splijtingsbom. Fission is het proces van het splitsen van een kern. Het is het type bom dat de Verenigde Staten op Nagasaki en Hiroshima gebruikten om de Tweede Wereldoorlog te beëindigen.

Het kernbomelement van Ivy Mike was nodig om de enorme hoeveelheid energie te creëren die nodig was om de elektromagnetische kracht van waterstof te overwinnen om het in helium te laten samensmelten. Warmte van de initiële explosie die door de geleidende omhulling van de bom werd overgebracht naar een fles met vloeibaar deuterium. Een plutoniumstaaf in de kolf werkte als ontsteking voor de fusiereactie.

De resulterende explosie was 10,4 megaton groot. Het vernietigde het eiland volledig en liet een krater achter van 164 voet diep (bijna 50 meter) en 1,9 km (1,9 km) over [bron: Brookings Institution] achter. Voor een kort moment had de mens de kracht van de sterren gebruikt om een ​​wapen van immense kracht te creëren. Het thermonucleaire tijdperk was begonnen.

Laboratoria over de hele wereld proberen nu een manier te vinden om fusie als energiebron te benutten. Als ze een manier kunnen vinden om duurzame en beheersbare reacties te creëren, kunnen wetenschappers fusie gebruiken om miljoenen jaren enorme hoeveelheden energie te leveren. Er is geen tekort aan brandstof - waterstof is er in overvloed en de oceanen hebben grote hoeveelheden deuterium in zich.

Maar om op het punt te komen dat we fusion voor macht kunnen gebruiken, zal jaren van onderzoek en miljarden dollars aan middelen kosten. De hoeveelheid energie die nodig is om fusie te initiëren in combinatie met de intense hitte die door de gebeurtenis wordt gecreëerd, maakt het moeilijk om een ​​faciliteit te bouwen die een reactie kan bevatten. Sommige wetenschappers kijken naar massieve lasers als een manier om een ​​fusion-evenement te ontsteken. Anderen verkennen opties met plasma - de vierde toestand van materie. Maar niemand heeft het geheim nog niet ontgrendeld.

We kunnen dus een ster op aarde creëren - althans voor een korte tijd. Maar het valt nog te bezien of we zo'n schepping kunnen ondersteunen en haar verbazingwekkende energie kunnen gebruiken.

Lees meer over sterren en energie door de links op de volgende pagina te volgen.

Dat is Cold Fusion, schat

Hoewel het gebruik van warmte om elektromagnetische krachten te overwinnen, een manier is om fusie tot stand te brengen, onderzoeken sommige wetenschappers de mogelijkheid om chemische en nucleaire reacties te gebruiken die dergelijke intense hitte niet vereisen. Het heet koude fusie. Maar koude fusie heeft een PR-probleem - een vroeg (blijkbaar succesvol) experiment werd later het onderwerp van spot en beschuldigingen van bedrog en incompetentie. Koude fusie kan nog steeds een mogelijkheid zijn, maar wetenschappers zullen extra moeten werken om sceptici te overtuigen.


Video Supplement: Hoe kun je vanaf de aarde zien waar sterren van gemaakt zijn? (2/5).




WordsSideKick.com
Alle Rechten Voorbehouden!
Reproductie Van Materialen Toegestaan Alleen Prostanovkoy Actieve Link Naar De Site WordsSideKick.com

© 2005–2019 WordsSideKick.com