היתוך גרעיני

מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית
קפיצה אל: ניווט, חיפוש
Deuterium-tritium fusion.svg

היתוך גרעיני - תהליך שבו גרעיני אטומים מתמזגים לגרעין גדול יותר. תהליך זה כרוך בפליטת אנרגיה רבה, והוא מתרחש בכוכבים, ננסים חומים ובפצצת מימן.

ההיתוך הגרעיני המתרחש במרכזם של כוכבים, הוא שגורם להם להקרין אנרגיה לסביבתם הרחוקה במשך מיליארדי שנה. על אף שהתהליך מפיק אנרגיה רבה, הוא אינו מתחיל באופן ספונטני, אלא דורש אנרגיה תחילית רבה. אנרגיה זו נוצרת מהדחיסה הכבידתית בכוכבים.

בעת ההיתוך הגרעיני שמתרחש בשמש יש שרשרת תהליכים:

  • ראשית מתמזגים שני זוגות של פרוטונים (שהם גרעיני האיזוטופ הרגיל של מימן 1H) ויוצרים שני גרעינים של דאוטריום (2H איזוטופ של מימן). בתהליך זה נפלטים גם שני נייטרינו ושני פוזיטרונים
  • כל אחד מגרעיני הדאוטריום מתמזג עם פרוטון נוסף על־מנת ליצור שני גרעיני האיזוטופ של הליום (3He).
  • שני גרעיני ה-3He מתמזגים לגרעין בריליום אחד בלתי־יציב, המתפרק לגרעין הליום 4He ולשני פרוטונים.

מאחר שמסת גרעין ההליום (4He) הנוצר קטנה מזו של ארבעה פרוטונים, ההפרש משתחרר בצורת אנרגיה של 26.7 MeV. זהו מקור האנרגיה של השמש, שהיה בגדר חידה במשך אלפי שנים.

היתוך שני גרעיני מימן דורשת אנרגיה רבה בשל דחייתם החשמלית הטבעית. אנרגיה כזו אינה קיימת אצלנו בשמש, אך ההיתוך מתרחש בכל זאת בשל תופעת המנהור הקוונטי, המאפשרת הופעה של חלקיקים משני צדי מחסום פיזי או אנרגטי.

בכוכבים זקנים יותר בהם אזל המימן, מתרחשות תגובות בהן גרעיני הליום מתמזגים לגרעיני פחמן, ואף לגרעינים יותר כבדים, עד ברזל. לאחר זמן רב, הכוכב צובר כמות ברזל גדולה מאוד ועקב כך מתפוצץ. הברזל משתחרר מהכוכב ומתפרק בחלל לכל שאר החומרים האחרים כולל את יסודות החיים.

היתוך גרעיני מתרחש גם בעת פיצוץ פצצת מימן. כדי להתחיל אותו כוללת הפצצה גם פצצת אטום, שמספקת את האנרגיה הדרושה להתחלת התהליך. אנריקו פרמי הגדיר את השמש כ"פצצת מימן טובה".

בעשורים האחרונים נעשים נסיונות לרתום אנרגיה זו בתהליך מבוקר של "היתוך גרעיני קר", כלומר היתוך גרעיני הנעשה בטמפרטורה שאינה גבוהה במידה חריגה, לשם יצור אנרגיה. אף שהוכרז בעבר מספר פעמים על הצלחה במימוש תהליכי היתוך קר, כל הנסיונות לחזור על הניסויים נכשלו. בקהילת הפיזיקה מוסכם שאין כל תהליך ידוע של היתוך קר.

סכמת היתוך גרעיני של מימן להליום

כור היתוך גרעיני[עריכת קוד מקור | עריכה]

ב-1 ביולי 2005, לאחר שנתים של מאבק, קיבלה צרפת אישור לבניית כור גרעיני על בסיס היתוך. בניית הכור, אשר זכה לשם איטר (Iter) (בעבר היו אלו ראשי התבות - International Thermonuclear Experimental Reactor, אך כיום זהו שמו המלא, ופירושו בלטיניתדרך"), צפויה להסתיים עד שנת 2015, ועלותו מוערכת בכ־10 מיליארד דולר. המחקר יערך על ידי 200 מדענים, מהם כ־20 יפנים, בתמורה להשתתפות יפנית בעלויות הפרויקט.‏[1][2]

ראו גם[עריכת קוד מקור | עריכה]

קישורים חיצוניים[עריכת קוד מקור | עריכה]

הערות שוליים[עריכת קוד מקור | עריכה]

  1. ^ $13 billion nuclear fusion site gets green light, באתר MSNBC,‏ 28 ביוני 2005
  2. ^ France gets nuclear fusion plant, באתר חדשות BBC,‏ 28 ביוני 2005