Loading...

مصطلح في المعجم: اندماج الهيدروجين

ويُعرف أيضًا باسم الاندماج النووي للهيدروجين

الوصف: الاندماج النووي هو المصطلح العام لكل التفاعلات التي تندمج فيها نوى ذرية خفيفة بعد تصادمها لتكوّن نواة أو أكثر من النوى الأثقل. في علم الفلك، يُقصد بـ اندماج الهيدروجين التفاعل النووي الذي تتحول فيه نوى الهيدروجين (وكل نواة منها تتكون من بروتون واحد) إلى نوى الهيليوم-4 (وتتكون من بروتونين ونيوترونين مرتبطين معاً).

نواة الهيليوم-4 تكون كتلتها أقل من مجموع كتل البروتونات والنيوترونات التي تتكون منها. وطبقاً لمعادلة آينشتاين الشهيرة E=mc2، فإن فرق الكتلة هذا يعادل فرقاً في الطاقة. أثناء اندماج البروتونات والنيوترونات لتكوين الهيليوم-4، تتحرر طاقة تعادل هذا الفرق. وهكذا، يكون اندماج الهيدروجين هو المصدر الرئيسي للطاقة في النجوم المعروفة بالنجوم القزمة الصفراء أو نجوم النسق الأساسي، مثل الشمس. وفي هذه المرحلة، تكون النجوم في حالة توازن: كمية الطاقة الناتجة من اندماج الهيدروجين في مركز النجم تساوي كمية الطاقة التي يشعها النجم في صورة ضوء وأنواع أخرى من الإشعاع الكهرومغناطيسي، بالإضافة إلى الجسيمات.

اندماج الهيدروجين يتم عبر عدة خطوات وسيطة. في النجوم التي تساوي كتلتها كتلة الشمس أو أقل، يتم الاندماج عبر ما يُعرف بـ سلسلة البروتون–بروتون. في أبسط أشكال هذه السلسلة، تندمج نواتا هيدروجين (بروتونان) لتكوّنا نواة ديوتيريوم (بروتون واحد ونيوترون واحد)، والتي تندمج بعد ذلك مع نواة هيدروجين أخرى لتكوّن الهيليوم-3 (بروتونان ونيوترون واحد). بعد ذلك، تندمج نواتان من الهيليوم-3 لتكوّنا الهيليوم-4 مع انطلاق بروتونين حرّين.

أما في النجوم التي تزيد كتلتها عن 1.3 مرة من كتلة الشمس، فيسود مسار بديل يُعرف بـ دورة الكربون–النيتروجين–الأكسجين كطريقة أساسية لدمج الهيدروجين وتحويله إلى هيليوم.

العلماء على الأرض نجحوا في بناء أجهزة لإحداث تفاعلات اندماجية، على أمل أن يصبح ذلك في المستقبل وسيلة عملية لإنتاج الطاقة. ويحدث اندماج الهيدروجين ليس فقط في النجوم، بل حدث أيضاً خلال المراحل الأولى من الانفجار العظيم في بداية نشأة الكون.

مصطلحات ذات صلة:



اطّلع على هذا المصطلح بلغات أخرى

حالة المصطلح والتعريف: تمت الموافقة على التعريف الأصلي لهذا المصطلح باللغة الإنجليزية من قبل فلكي باحث ومعلم
ترجمة هذا المصطلح وتعريفه ما تزال بانتظار الموافقة

يُعد معجم OAE متعدد اللغات مشروعا تابعا لـ مكتب الاتحاد الفلكي الدولي لتعليم الفلك (OAE) بالتعاون مع مكتب الاتحاد الفلكي الدولي للتواصل الفلكي (OAO). تم اختيار وكتابة ومراجعة المصطلحات والتعاريف ضمن جهد جماعي من قبل OAE ومراكز وعُقد OAE، والمنسقين الوطنيين لتعليم الفلك (NAECs)، بالإضافة إلى متطوعين آخرين. يمكنك العثور على قائمة كاملة بالاعتمادات هنا. جميع المصطلحات والتعاريف الخاصة بالمعجم متاحة بموجب ترخيص Creative Commons CC BY-4.0 ويجب نسبها إلى "IAU OAE".

If you notice a factual or translation error in this glossary term or definition then please get in touch.

بلغات أخرى

الرسوم التوضيحية المرتبطة


A diagram showing the evolutionary stages of five mass ranges of stars.

Stellar Evolution

الشرح: This diagram shows the life cycle of stars of different masses. The mass of the different types of star increases from bottom to top with time going from left to right. The life cycle of a star depends on its mass, with lower mass stars have longer lifetimes. All stars form from clouds of gas that collapse under their own gravity. As the star collapses, its core becomes hotter and denser. If the star has a mass greater than 0.08 solar masses (0.08 times the mass of the Sun), the pressure of the star’s mass pushing down on its core creates a high enough core temperature for hydrogen fusion to ignite. This burns hydrogen into helium in the star’s core, providing a heat source to power the star and to stop its core from collapsing further. If the collapsing object has a mass below 0.08 solar masses then it does not ignite hydrogen fusion in its core. It continues to cool and slowly contract. Such substellar objects are known as brown dwarfs, shown here in the lowest row. After stars have formed, they burn hydrogen in their cores and begin their so-called main sequence phase. The most massive stars (>25 solar masses, shown here at the top) have very high core temperatures and thus burn through their hydrogen fuel more quickly. This means they may only spend a few million years on the main sequence burning hydrogen in their cores. Once the hydrogen in the core is exhausted the star’s core contracts, becomes hotter and helium burning starts in the core. While the core contracts, the outer layers of the star expand and it becomes a supergiant. For the most massive stars strong stellar winds strip off the cooler outer layers, leading to the star being very large and very hot, a blue supergiant. Once helium is exhausted in the core, carbon is burned, and then heavier elements. Eventually the star ends with an iron core. Fusing iron into heavier elements does not generate energy so at this point fusion stops in the core. Once this core of iron is massive enough, it and the surrounding matter suddenly collapses to form a black hole and the outer layers are flung off in a supernova explosion. Slightly lower mass stars (between 8 and 25 solar masses, seen here second top) evolve in a similar way although they do not have strong enough winds to push their outer layers away and become blue supergiants, instead it evolves into a red supergiant. While such stars also collapse and create supernova explosions. The remnant of the star’s core is not massive enough to collapse into a black hole. Instead, its electrons and protons combine to form neutrons and it is supported by a quantum mechanical effect called neutron degeneracy pressure. This results in the remnant of the star being a tiny neutron star, several solar masses in mass but only a few kilometres across. For stars similar in mass to the Sun (between 0.4 and 8 solar masses, seen here in the middle row), the star burns hydrogen in its core until the hydrogen in its core is exhausted. At this point a hydrogen burning shell forms around the core. Eventually the core will become hot enough to burn helium into carbon and oxygen. After this the star is left with a carbon and oxygen core surrounded by shells burning helium and hydrogen. These shells are unstable producing thermal pulsations that convulse the star. Eventually these pulsations become so extreme that the star’s outer layers are thrown off. This leaves the carbon and oxygen core as a white dwarf supported by electron degeneracy pressure. The outer layers of the star form what is known as a planetary nebula (which doesn’t actually have anything to do with planets despite the name). The lowest mass stars (seen here in the second bottom row) are so low in mass that their evolutionary timescales are much longer than the age of the universe. This means that none have evolved beyond the main-sequence. Low mass stars are fully convective meaning material in the core is constantly being mixed with material above. This means that all the hydrogen in the star would eventually be burned in the core, but this will take trillions of years.
المصدر: Danielle Futselaar/IAU OAE

License: CC-BY-4.0 المشاع الإبداعي نَسب المُصنَّف 4.0 دولي (CC BY 4.0) أيقونات