Ядерные реакции – источники солнечной энергии

Современные теоретические исследования Солнца говорят о том, что солнечная энергия рождается в центральной части Солнца и, пройдя почти через всю его толщу, поступает на его поверхность и излучается в мировое пространство. За счёт чего образуется эта энергия?

Как мы уже говорили, при температуре в несколько тысяч градусов все сложные вещества распадаются на составляющие их элементы. А при температуре в несколько десятков миллионов градусов возможны превращения элементов.

В настоящее время экспериментально изучены процессы преобразования элементов: внутриатомные реакции и ядерные превращения. На основе этих новейших достижений физиками разработана теория так называемой циклической ядерной реакции и выяснены условия превращения наиболее лёгкого элемента — водорода в более тяжёлый — гелий. Оказывается, что при превращении четырёх ядер атомов водорода — протонов — в ядро гелия происходит как бы некоторая «потеря» первоначальной массы. Четыре протона — ядра четырёх водородных атомов —весят 4,03252 атомной единицы, а ядро гелия — 4,00386 атомной единицы. «Потеря» составляет 0,02866 атомной единицы. При этом выделяется большая энергия. Известно, например, что при превращении одного грамма водорода в гелий выделяется такое же количество энергии, как при сгорании 15 тонн бензина.

Как мы уже знаем, в центре Солнца температура достигает 20 миллионов градусов. При такой температуре, согласно вычислениям учёных, водород превращается в гелий. Это превращение сопровождается выделением огромного количества энергии. Таким образом, Солнце представляет собой своего рода огромную лабораторию, в которой происходит беспрерывный процесс преобразования элементов.

Катализатором, то-есть веществом, ускоряющим реакцию, ускоряющим превращение четырёх протонов в ядро гелия, является углерод. Можно сказать, что Солнце в настоящее время переживает углеродный цикл ядерных реакций, конечным результатом которых является образование гелия из водорода; углерод при этом не расходуется, он только обусловливает этот цикл реакций.

Источником солнечной энергии являются, таким образом, реакции превращения водорода в гелий при помощи ядер углерода. Как показали подсчёты, для восполнения энергии, излучаемой Солнцем, достаточно иметь в его составе менее одного процента по весу углерода. Из наблюдений известно, что примерно такое количество углерода и содержится в составе солнечной атмосферы.

Остаётся выяснить вопрос о том, на долго ли хватит Солнцу горючего материала при условии поддержания его температуры на современном уровне? Ведь для этого необходимо, чтобы каждую секунду на Солнце превращались в гелий 500 миллионов тонн водорода. Выдержит ли Солнце такую «нагрузку»? Не потухнет ли оно, истощив все запасы своего топлива?

Такие опасения напрасны. Наше Солнце так велико, запасов водорода на нём так много (он составляет, как мы уже говорили, около 50 процентов всей солнечной массы), а «потери» этой массы в результате излучения так ничтожно малы, что можно с уверенностью говорить — на протяжении ещё многих миллиардов лет Солнце будет столь же интенсивно освещать и обогревать нашу Землю, как и в настоящее время.

Category: Солнце