Trung tâm hệ mặt trời của chúng ta được ví như một máy phát điện hạt nhân rất lớn. Trái đất xoay quanh vật thể khổng lồ này tại một khoảng cách trung bình 93 triệu dặm ( 149.600.000 km). Đó là một ngôi sao mà chúng ta gọi là Mặt trời. Mặt trời cho chúng ta năng lượng cần thiết cho cuộc sống . Nhưng các nhà khoa học có thể tạo ra một phiên bản thu nhỏ trên Trái Đất ?
Một cỗ máy phản ứng nhiệt hạch
Điều đó không chỉ là dự đoán - nó đã được thực hiện. Nếu bạn nghĩ một ngôi sao như một máy tổng hợp hạt nhân, nhân loại đã sao chép bản chất của các ngôi sao và đưa về thực nghiệm trên trái đất. Nhưng sự khám phá này có giới hạn . Các ví dụ về sự hợp nhất trên trái đất đang ở trên một quy mô nhỏ và lần cuối cùng diễn ra chỉ trong một vài giây không hơn không kém.
Nếu muốn biết làm thế nào các nhà khoa học có thể làm cho một ngôi sao, điều cần thiết làtìm hiểu ngôi sao được cấu thành từ những gì và làm thế nào kết hợp các nguyên tố lại. Mặt trời là khoảng 75 phần trăm hydro và heli 24 phần trăm . Các nguyên tố nặng tạo nên phần trăm cuối cùng của khối lượng của mặt trời . Phần lõi của mặt trời là cực nóng - nhiệt độ lớn hơn 15 triệu độ Kelvin (gần 27 triệu độ F hoặc chỉ dưới 15 triệu độ C).
Ở nhiệt độ này , các nguyên tử hydro hấp thụ rất nhiều năng lượng mà chúng hợp nhất với nhau . Đây không phải là một vấn đề đơn giản . Hạt nhân của một nguyên tử hydro là một proton duy nhất. Để hợp nhất hai proton lại với nhau đòi hỏi phải có đủ năng lượng để vượt qua lực điện từ. Đó là bởi vì các proton được tích điện dương . Nếu bạn đã quen thuộc với nam châm, bạn biết sự tích điện cùng dấu sẽ đẩy nhau. Nhưng nếu bạn có đủ năng lượng để vượt qua được lực này, bạn có thể kết hợp hai hạt nhân thành một.
Deuterium, một đồng vị của hydro là những gì còn lại sau sự nung chảy ban đầu này. Đây là một nguyên tử với một proton và một neutron . Nung chảy deuterium với hydro tạo ra heli-3. Nung chảy hai heli-3 nguyên tử với nhau tạo ra helium-4 và hai nguyên tử hydro. Nếu bạn phá vỡ các kết cấu, về cơ bản có nghĩa là bốn nguyên tử hydro hợp nhất để tạo ra một đơn helium-4 nguyên tử .
Đây là nơi năng lượng bắt đầu hoạt động. Một helium-4 nguyên tử có khối lượng ít hơn bốn nguyên tử hydro chung . Vì vậy, khối lượng tăng thêm đã đi đâu ? Nó được chuyển đổi thành năng lượng. Và như phương trình nổi tiếng của Einstein nói với chúng ta, năng lượng tương đương với khối lượng của một đối tượng nhân tốc độ của ánh sáng bình phương. Có nghĩa là khối lượng của hạt nhỏ nhất tương đương với một số lượng lớn năng lượng.
Vậy làm thế nào các nhà khoa học có thể tạo ra một ngôi sao ?
Chất cấu thành ngôi sao?
Tạo ra đủ năng lượng để vượt qua lực điện từ là không dễ dàng nhưng Hoa Kỳ giải quyết trở ngại để làm được điều đó trên 01 tháng 11 năm 1952 . Đó là khi Ivy Mike, bom hydrogen đầu tiên trên thế giới, phát nổ trên đảo Elugelab. Quả bom có hai giai đoạn. Giai đoạn đầu tiên là quả bom diễn ra sự phân hạch. Phân hạch là quá trình tách một hạt nhân . Đó là loại bom Mỹ sử dụng trên Nagasaki và Hiroshima để kết thúc chiến tranh thế giới II.
Vụ nổ bom nguyên tử ở Hiroshima (trái) và Nagasaki (phải)
Sự phân hạch có trong quả bomb Ivy Mike thì rất cần thiết để tạo ra một lượng năng lượng đủ mạnh để chiến thắng được lực điện từ làm cho các hạt nhân Hidro có thể liên kết tạo ra Heli.Nhiệt từ vụ nổ ban đầu truyền từ vỏ làm bằng chì của quả bom vào bình chứa chất lỏng -deuterium. Một thanh plutonium trong bình đóng vai trò như bộ phận đánh lửa cho phản ứng nhiệt hạch .
Kết quả là một vụ nổ tương đương 10,4 triệu tấn thuốc nổ TNT. Nó hoàn toàn xóa sạch đảo, để lại một miệng núi lửa sâu 164 feet ( gần 50 mét) và 1,2 dặm ( 1,9 km). Một thời gian ngắn, người ta đã khai thác sức mạnh của các ngôi sao để tạo ra một vũ khí cũng có sức mạnh to lớn . Thời kì hạt nhân lên ngôi…
Phòng thí nghiệm trên thế giới hiện nay đang cố gắng tìm một cách để khai thác một cách hợpnhất thành một nguồn năng lượng . Nếu các nhà khoa học có thể tìm thấy một cách để tạo ra phản ứng bền vững và có thể kiểm soát được, họ có thể sử dụng kết hợp để cung cấp lượng lớn năng lượng sử dụng trong hàng triệu năm . Không có tình trạng thiếu nhiên liệu - hydro dồi dào và trong các đại dương thì có lượng lớn deuterium.
Nhưng tìm ra điểm đến mà chúng ta có thể khai thác nguồn năng lượng sẽ mất nhiều năm nghiên cứu và hàng tỷ đô la giá trị tài nguyên . Lượng năng lượng cần thiết để có thể sinh ra phản ứng nhiệt hạt nhân cùng với nhiệt độ cao được tạo ra bởi phản ứng này làm cho việc xây dựng một cơ sở có khả năng chứa một phản ứng như thế này là rất khó. Một số nhà khoa học đang tìm kiếm laser công suất lớn như là một cách để đốt cháy một quá trình hợp nhất . Những người khác đang tìm hiểu các lựa chọn với plasma - trạng thái thứ tư của vật chất. Nhưng không có ai mở chìa khóa bí mật ấy.
Vì vậy, chúng ta có thể tạo ra một ngôi sao trên trái đất - ít nhất là trong một thời gian ngắn. Nhưng nó vẫn có thể giữ sự hiện hữu nếu chúng ta có thể duy trì nó như một tác phẩm do chính con người tạo thành và khai thác năng lượng đáng kinh ngạc của nó.
Nhịp điệu trẻ
Nguồn: HAAC
0 nhận xét:
Đăng nhận xét