কেন সূর্যের ফিউশন প্রক্রিয়া দ্রুত হয় না?

আমি কি এই কথাটি সত্য বলেছি যে সূর্যের ফিউশন প্রক্রিয়াটি অবিচ্ছিন্ন, অর্থাৎ এক্স পরিমাণ পরিমাণ ফিউশন প্রতিদিন হয়, কম বেশি? কেন এটি দ্রুত হয় না, অর্থাত্ একটি ফিউশন ইভেন্ট দুটি ফিউশন ইভেন্ট ইত্যাদির জন্য শক্তি তৈরি করে? পরমাণুর প্রতিটি সংঘর্ষ কি কোনও ফিউশন ইভেন্টের কারণ ঘটায়, বা কোনও ফিউশন ইভেন্টের সম্ভাবনাটি ছোট হওয়ার কারণে এটি কোনও পালানো প্রতিক্রিয়া নয়? আমি শুনেছি যে সংঘর্ষের জন্য ফিউশন ইভেন্টটি হওয়ার সম্ভাবনা হ'ল প্রতি ¹² টির মধ্যে ¹² টির মধ্যে 1 ^টি ।

the-sun stellar-astrophysics

— Kallie
সূত্র

কোর মধ্যে ফিউশন দ্বারা উত্পাদিত শক্তি কোর থেকে বিকিরণের বিচ্ছুরণ দ্বারা হারিয়ে শক্তি দ্বারা প্রায় হুবহু সুষম হয়।

— মার্টিন বোনার

@ মার্টিনবোনার আমি এটির সাথে একমত হব - আমার প্রশ্ন হ'ল প্রতিটি সংঘর্ষ কলম্বম্ব বাধা বা কেবলমাত্র একটি সীমিত পরিমাণ / শতাংশকে অতিক্রম করে এবং কেন আপনি পালিয়ে যাওয়ার প্রতিক্রিয়া রাখেন না - যেমন আরও শক্তি আরও প্রসারণ

— ক্যালি

ফিউশন প্রক্রিয়া তাপমাত্রা সংবেদনশীল। একটি তারকা সাধারণত হাইড্রোডায়নামিক ভারসাম্যহীন অবস্থায় থাকেন, তাপমাত্রা পরিবর্তন হয় না, অর্থাৎ ফিউশন রেট স্থির থাকে।

— কর্নপব ভিরোম্বখদী

এখন যদি এমন সময়ে এসে পৌঁছে যেত এটি দ্রুত গতিতে চলেছে তবে আমরা এটি দেখার জন্য এখানে থাকতাম না। ;-) তাহলে এখন অনুমান করতে পারেন একটি সময় যেখানে গতি সুস্থিতি করা মোটামুটি ঘনিষ্ঠ হয়

— আর .. GitHub বন্ধ বরফ সাহায্য করা

একটি বিষয় অস্পষ্টভাবে প্রশ্নে পরামর্শ দেওয়া হয়েছে যা ভুল, যথা ক্রমাগত ফিউশন ইভেন্টের মধ্যে প্রত্যক্ষ সম্পর্ক থাকা উচিত। একটি ফিউশন ইভেন্টটি কেবল সাধারণ তাপশক্তিতে অবদান রাখে এবং এটি তাপীয় আন্দোলন যা ফিউশন ইভেন্টগুলির কারণ করে; পারমাণবিক বিভাজনের মতো নয়, একটি ফিউশন ইভেন্ট প্রতিক্রিয়া পণ্য তৈরি করে না যা সরাসরি অন্যান্য ফিউশন ইভেন্টকে স্পার্ক করে। সুতরাং একমাত্র প্রশ্নটি রয়ে গেছে যে কীভাবে বিশ্বব্যাপী শক্তি উত্পাদন এবং পরিবেশের ক্ষতি হ্রাস করা যায়।

— মার্ক ভ্যান লিউউইন

উত্তর:

আমি কি এই কথাটি সত্য বলেছি যে সূর্যের ফিউশন প্রক্রিয়াটি অবিচ্ছিন্ন, অর্থাৎ এক্স পরিমাণ পরিমাণ ফিউশন প্রতিদিন হয়, কম বেশি?

হ্যাঁ, অন্তত মানব সময়কালের চেয়ে বেশি। আপনি কয়েক হাজার বছর আগের বা ভবিষ্যতের মতো সূর্যের মধ্যেই ফিউশন রেটটি সমান হওয়ার আশা করতে পারেন, কিছুটা ছোট ছোট ভগ্নাংশ দিন বা নিন।

কেন এটি দ্রুত হয় না, অর্থাত্ একটি ফিউশন ইভেন্ট দুটি ফিউশন ইভেন্ট ইত্যাদির জন্য শক্তি তৈরি করে?

ফিউশন দ্বারা নির্গত শক্তি দ্রুত সূর্যকে কেন্দ্র করে তাপীয় শক্তি হিসাবে বিতরণ করা হয় এবং পৃষ্ঠের (তাপমাত্রার প্রায় 6000 কে) এবং কেন্দ্রের মধ্যে তাপমাত্রার পার্থক্য (আনুমানিক 15 মিলিয়ন কে) গরম থেকে ঠান্ডা পর্যন্ত একটি শক্তি প্রবাহকে চালিত করে।

পরমাণুর প্রতিটি সংঘর্ষ কি কোনও ফিউশন ইভেন্টের কারণ ঘটায়, বা কোনও ফিউশন ইভেন্টের সম্ভাবনাটি ছোট হওয়ার কারণে এটি কোনও পালানো প্রতিক্রিয়া নয়?

রোদে ফিউশন কোনও পলাতক পারমাণবিক বিক্রিয়া নয় (বিস্মরণ প্রতিক্রিয়াতে ইউরেনিয়ামের সমালোচনামূলক ভরয়ের মতো)।

পলাতক ফিউশন ইভেন্টগুলি থিয়োরিয়ালি সম্ভব, তবে এগুলি হওয়ার জন্য চাপ এবং তাপমাত্রা সূর্যের মূল অংশে পৌঁছায় না। সূর্যের মতো স্থির নক্ষত্রগুলির জন্য, শক্তি এবং শক্তি প্রবাহ সাম্যবস্থায় থাকে - যদি কোরটি কিছুটা আরও গরম হয় তবে চাপ বাড়তে থাকে এবং ক্ষতিপূরণ দেওয়ার জন্য মহাকর্ষের বলের বিরুদ্ধে তারা কিছুটা প্রসারিত হয়। আকর্ষণীয় জিনিসগুলি ঘটে যখন তারার ভারসাম্যহীনতা থেকে বেরিয়ে আসে এবং কিছু দৃশ্যে পালিয়ে যাওয়া ফিউশন ইগনিশন ঘটতে পারে ।

এছাড়াও, এই ভারসাম্য বিন্দুটি তারার জীবদ্দশায় চলতে থাকে কারণ এর মিশ্রণগুলির উপাদানগুলির মিশ্রণ ফিউশনের কারণে পরিবর্তিত হয়। এটি অনেক তারার জন্য অনুমানযোগ্য এবং হার্টজস্প্রং-রাসেল ডায়াগ্রামের মূল সিকোয়েন্সি তারার ভিত্তি তৈরি করে

আমি শুনেছি যে প্রতিটি সংঘর্ষের জন্য ফিউশন ইভেন্টের সম্ভাবনা 10 in 12 এ কেবল 1

আমি এর যথার্থতা জানি না, তবে এটি যুক্তিসঙ্গত বলে মনে হয়। "সংঘর্ষ" এর সংজ্ঞা এমন উত্তপ্ত ঘন পরিবেশে কিছুটা স্বেচ্ছাচারিতায় পরিণত হয়। আপনি যদি শক্তিশালী পারমাণবিক শক্তিটিকে মিথস্ক্রিয়াকে প্রভাবিত করতে যথেষ্ট ঘনিষ্ঠ পদ্ধতির অন্তর্ভুক্ত করেন তবে অনুপাতটি আরও বেশি হতে পারে।

একই ক্ষেত্রের মধ্যে আমি আরও আকর্ষণীয় যে বিষয়টি পেয়েছি তা হ'ল ফিউশন থেকে পাওয়ার ঘনত্ব - অর্থাৎ প্রতি ঘনমিটার পদার্থের ওয়াটস - সূর্যের মধ্যে প্রায় একটি সাধারণ কম্পোস্টের স্তূপের মতো পাওয়া যায় । এটি ফিউশন রিঅ্যাক্টর পরীক্ষার বা ফিউশন বোমার অভ্যন্তরের একদম আলাদা পরিবেশ, যার পাওয়ারের ঘনত্ব বেশি।

— নীল স্লেটার
সূত্র

আপনার শেষ কথাটি, আমি এটি আকর্ষণীয় মনে করি যে সূর্যের শক্তিশালী শক্তি আউটপুট আমাদের ফিউশন শক্তি সম্পর্কে কম বলেছে, এবং সূর্য কতটা বড় তা সম্পর্কে আরও! এবং এটি দেখায় যে একটি চুল্লী "সূর্যের শক্তি

— পুনরুদ্ধার

@ সুসানডাব্লু আপনি কম শক্তি ঘনত্বটি দেখতে পেয়েছিলেন ঠিক কতটা দুর্বল শক্তি মহাকর্ষের প্রমাণ হিসাবে। ভলিউমের প্রতি সেই ক্ষুদ্র শক্তি আউটপুট কেবল সূর্যের পুরো ভরকে সাদা বামন পদার্থকে ভেঙ্গে ফেলা থেকে বিরত রাখতে যথেষ্ট। স্টার্লার ফিউশনটি ধস থামাতে (যতক্ষণ না ব্ল্যাকহোলের ঘনত্ব পর্যন্ত) প্রয়োজনীয়তা অর্জন করতে পারে তত পরিমাণ শক্তি উত্পাদন করতে সক্ষম, এটি প্রমাণ করে যে বৃহত্তম তারকারা তাদের হাইড্রোজেনকে কতটা দ্রুত গ্রহণ করতে পারে এবং স্কেলের অন্য প্রান্তে ব্যবহার করতে পারে , আমাদের সূর্যের তুলনায় ক্ষুদ্রতম আর কতক্ষণ চলতে পারে

— হাইড

@ সুসানডাব্লু এই পরিসংখ্যানটি কিছুটা বিভেদযুক্ত, কারণ এই সমস্ত শক্তি উত্পাদন করে কেবল মূল, যা সূর্যের পরিমাণের 1% এরও কম করে তোলে।

— কিউবিক

@Cubic: যে ক্ষমতা ঘনত্ব কোর যদিও যতটা আমি বলতে পারেন অন্তত। মোট শক্তি ~

4 \times 10^{26} W

$4 \times 10^{26} W$ , কোর total এর মোট ভলিউম ~

2 \times 10^{25} m^{3}

$2 \times 10^{25} m^3$ । পাওয়ার ঘনত্ব ~

20 W m^{- 3}

$20 Wm^{-3}$ । যদিও আমি উইকিপিডিয়া তুলনায় কোথাও প্রস্থের একটি অর্ডার হারিয়েছি বলে মনে হচ্ছে। । । আমি যদিও সূর্যের তাদের উদ্ধৃত মোট শক্তি দিয়ে শুরু করছি। । । :-)

— নীল স্লেটার

@ নিলস্ল্যাটার আমি সে ক্ষেত্রে বিবৃতিটির ভুল ব্যাখ্যা করতে পেরেছি

— কিউবিক

না, সূর্যের ফিউশন রেট সময় মতো একেবারে ধ্রুবক নয়। সূর্য ধীরে ধীরে আরও আলোকিত হয়ে উঠছে এবং সেই আলোকসজ্জাটি মূলত ফিউশন দ্বারা প্রায় একচেটিয়াভাবে সরবরাহ করা হয়। যাইহোক, বৃদ্ধির হার বড় নয়, অর্ডার হিসাবে প্রতি বিলিয়ন বছর 10%।

সংশ্লেষ প্রক্রিয়া অত্যন্ত ধীর (এবং ইউনিট ভলিউম প্রতি শক্তি প্রকাশের শর্তাবলী) - সূর্য কেবল 250 ডাব্লু / এম রিলিজ করে $^3$ এটি মূল এর কারণ হ'ল ফিউশন ইভেন্টগুলি অত্যন্ত অসম্ভাব্য, তাদের মধ্যে কুলম্ব বাধা অতিক্রম করার জন্য দুটি প্রোটন প্রয়োজন এবং প্রোটনের মধ্যে একটি বিপর্যয় বিটা-ক্ষয়কে নিউট্রনে পরিণত করতে ডিউটিরিয়াম নিউক্লিয়াস গঠন করে।

কোরটিতে এই প্রক্রিয়াটির বিরুদ্ধে প্রোটনের গড় জীবনকাল $10^{10}$ বছর (সূর্যের জীবদ্দশায়), অর্থ প্রতি প্রোটনে ফিউশন রেট প্রায় $3 \times 10^{-18}$ গুলি $^{-1}$ । আমরা এটির গড় তাপ গতি ধরে ধরে প্রোটনের মধ্যে সংঘর্ষের হারের সাথে তুলনা করতে পারি $v \simeq (3k_B T/m_p)^{1/2} = 600$ একটি মূল তাপমাত্রার জন্য কিমি / সে $15\times 10^{6}$ কে, এর প্রোটন সংখ্যা ঘনত্ব $n_p \sim 6 \times 10^{31}$ মি $^{-3}$ মূল এবং একটি সংঘর্ষের ক্রস-বিভাগে $\sigma \sim \pi (\hbar/mv)^2$ , যেখানে বন্ধনীতে শব্দটি হ'ল ডি ব্রোগলি তরঙ্গদৈর্ঘ্য। এই জিনিসগুলি একসাথে রাখলে সংঘর্ষের হার $n_p \sigma v \sim 10^{12}$ গুলি $^{-1}$ ।

এইভাবে দুটি হারের তুলনা করে, আমরা উপসংহারে পৌঁছাতে পারি যে প্রায় 1 ইন $3\times 10^{29}$ সংঘর্ষগুলি ফিউশন দিয়ে শেষ হয়।

যদি সূর্যের ফিউশন রেট দ্রুত বৃদ্ধি পায় তবে কী হবে তা হ'ল সূর্যের প্রসারণ হবে, কোরটি কম ঘন হয়ে যাবে এবং ফিউশন রেটটি হ্রাস পাবে। এটি মূলত একটি তাপস্থাপক হিসাবে কাজ করে, সূর্যের সঠিক ওজনের তাপমাত্রাকে সঠিকভাবে নিজের ওজনকে সমর্থন করে এবং এর পৃষ্ঠ থেকে উদ্ভূত আলোকিততা সরবরাহ করে।

— রব জেফরিস
সূত্র

আমি "ফিউশন প্রক্রিয়াটি অত্যন্ত অদক্ষ" এটির বলার অন্য কোনও উপায়ের সাথে প্রতিস্থাপন করব, কারণ "অদক্ষ" বলতে বোঝায় শক্তি অপচয় হয়, এবং তা হয় না। আমি বলতে চাইছি, আমার কাছে ফিউশন প্রক্রিয়াটি আসলে অত্যন্ত দক্ষ , সূর্যকে কয়েক বিলিয়ন বছর স্থিতিশীল থাকতে দেয়।

— হাইড

আরও কী, কেন ফিউশনটি পালায় না তার জন্য সাধারণ ব্যাখ্যা অসম্পূর্ণ। সম্পূর্ণ গল্পটি পুরো গল্প হতে পারে না এমন সাধারণ গল্পটি হ'ল যদি ফিউশনটি খুব দ্রুত ঘটে তবে তাপ বাড়িয়ে তোলে এবং একটি অতিরিক্ত চাপ তৈরি করে। এই অতিরিক্ত চাপের ফলে প্রসারণ ঘটে এবং প্রসারণ কাজ করে যা তাপমাত্রা কম করে এবং রেডিয়েটিভ পলায়নের হারের সাথে মেলে না হওয়া পর্যন্ত ফিউশনটি ডায়াল করে।

এটি অসম্পূর্ণ হওয়ার কারণটি হ'ল সম্প্রসারণ কাজ স্থিতিশীলতা সৃষ্টি করে না যদি এটি কেবলমাত্র একটি নির্দিষ্ট বাহ্যিক চাপের বিরুদ্ধে ঘটে, সেই পরিমাণ পরিমাণ কাজ স্থিতিশীল রাখতে সর্বদা অপর্যাপ্ত থাকে (যা তারার জীবনে পরবর্তীকালে "শেল ফ্ল্যাশগুলি" বাড়ে) । ফিউশন স্থিতিশীল করতে সক্ষম একমাত্র জিনিসটি মহাকর্ষের বিরুদ্ধে অতিরিক্ত কাজ , কারণ আপনি সহজেই বুঝতে পারবেন যে মহাকর্ষ এই জাতীয় কোনও বিশ্লেষণে কীভাবে অন্তর্ভুক্ত হয়। সুতরাং এটি অবশ্যই গুরুত্বপূর্ণ যে স্থানীয় পলাতক দিয়ে সৌর কেন্দ্র থেকে দূরে গ্যাস উত্তোলনের নেট ফলাফল রয়েছে যার ফলে মহাকর্ষীয় কাজ হচ্ছে - একটি গুরুত্বপূর্ণ বিবরণ যা সাধারণত ব্যাখ্যা থেকে বাদ যায়। প্রকৃতপক্ষে, এটি বলার অপেক্ষা রাখে না যে সোলার ফিউশনটি সম্প্রসারণ কাজ এবং মহাকর্ষীয় উত্তোলনের সংমিশ্রণ দ্বারা স্থিতিশীল ।

— কেন জি
সূত্র