¿De qué está hecho el núcleo?
El núcleo atómico está compuesto por protones y neutrones, y su estructura se puede reorganizar mediante la pérdida de energía. Al mismo tiempo, también se liberará energía adicional en forma de rayos, calor, etc.
Las reacciones químicas generales en la Tierra ocurren con mucha más frecuencia que esta reacción nuclear y, en comparación con las reacciones químicas generales, esta reacción nuclear es mucho más difícil de iniciar, detener y continuar. Por lo tanto, no atrajo suficiente atención hasta finales del siglo XIX. Además, otra razón real es que, debido a que las reacciones radiactivas son muy lentas, la energía liberada en un período de tiempo específico también es muy pequeña, y la aparición de reacciones nucleares en la naturaleza está estrechamente relacionada con las actividades radiactivas.
En las reacciones nucleares, la energía total liberada por una determinada masa de materia es mucho mayor que la energía total liberada por la misma masa de materia en las reacciones químicas. Entonces, si bien la energía cinética generada por las reacciones químicas causadas por la contracción gradual no es suficiente para sostener la vida del sol, la energía nuclear sí puede, pero los científicos necesitarán descubrir el tipo correspondiente de reacción nuclear.
Las reacciones nucleares que se forman espontáneamente en la Tierra contienen grandes cantidades de átomos de uranio y torio. Durante la reacción radiactiva, algunos átomos de uranio y torio se rompen en fragmentos y se produce energía. Si la masa de los átomos de uranio y torio se reduce más o menos a la mitad durante lo que llamamos fisión, entonces la energía producida será aún mayor. Pero aun así, la energía producida durante la reacción anterior no es suficiente para sustentar la vida del sol, y el sol mismo contiene sólo una pequeña cantidad de estos átomos.
Para los átomos de tamaño mediano, contienen incluso menos energía. En una reacción radiactiva común, o proceso de fisión, los átomos actúan como un deslizamiento de tierra, liberando energía cuando los átomos más grandes se dividen en átomos más pequeños. El mismo fenómeno ocurre cuando átomos de baja masa se fusionan formando átomos pesados. Supongamos que los átomos de hidrógeno (los átomos más ligeros) pueden fusionarse en átomos de helio (los siguientes átomos más ligeros). En este proceso, el calor generado por un peso determinado de átomos de hidrógeno es mucho mayor que el calor generado por el mismo peso de átomos de uranio.
Según se sabe, el 75% del peso del sol proviene del hidrógeno, y el 25% restante aproximadamente proviene del helio. El hidrógeno del sol proporciona mucha energía al sol cuando éste. agregados y el abundante hidrógeno en el sol. El contenido permitiría que este proceso continúe durante mil millones de años.
Además, hay un tema espinoso en el campo de las reacciones nucleares. Es decir, para los átomos con un peso atómico grande, su estado es más inestable, es decir, dichos átomos se encuentran en el estado crítico de la reacción y se desintegrarán bajo la promoción de una fuerza extremadamente pequeña, a veces incluso de forma completamente espontánea. situaciones pueden suceder. Por lo tanto, la fisión atómica debería ser extremadamente fácil de producirse en las condiciones adecuadas. Los núcleos de los átomos de hidrógeno individuales están dispuestos muy juntos y tienen el potencial de producir fusión. Pero, por otro lado, debido a que la actividad de los electrones externos en los átomos de hidrógeno es similar a la actividad de las balas de cañón en el mundo macroscópico, esta reacción de fusión es difícil de producir en condiciones normales. Cuando dos átomos de hidrógeno chocan, sus electrones externos se repelerán durante la colisión y nunca se acercarán más el uno al otro.
Sin embargo, este fenómeno sólo se aplica a las condiciones de la Tierra. La temperatura ultra alta del Sol es suficiente para romper los enlaces químicos entre los átomos de hidrógeno y promover el movimiento continuo de los núcleos atómicos dentro de los átomos. La fuerte presión de la atmósfera solar hará que los átomos de hidrógeno choquen fuertemente entre sí, y su temperatura ultra alta hará que los átomos de hidrógeno se muevan mucho más rápido que los átomos de oxígeno en la Tierra. Todos estos fenómenos irán acompañados de la generación de enormes fuerzas que harán posible la polimerización de los átomos de hidrógeno.
El físico germano-estadounidense Hans Albrecht Bess trabajó en la investigación de la fusión del hidrógeno y realizó experimentos sobre reacciones nucleares en condiciones de laboratorio. Al mismo tiempo, basándose en este experimento, se midieron la temperatura y la presión en el centro del reactor. Sol que produciría la misma reacción fueron aproximados. En 1938, Bess formuló un plan para estudiar las reacciones nucleares que proporcionan la energía necesaria para la existencia del sol. Hasta la fecha, sus teorías siguen teniendo autoridad. Llegados a este punto, la pregunta de Helmholtz finalmente tuvo la respuesta correcta un siglo después.