היתוך גרעיני

  • הפיצוץ האדיר והפטרייה המפורסמת מעליו, בניסוי בפצצת מימן שביצע צבא ארה"ב | מחלקת האנרגיה האמריקנית
בתהליך היתוך גרעיני שני גרעיני אטומים מתנגשים זה בזה בכוח עצום, אשר גורם להם להתמזג לגרעין אחד, חדש וכבד יותר. זה אולי נשמע פשוט, אך למעשה זהו תהליך אלים ביותר, המשחרר כמויות בלתי נתפסות של אנרגיה. הגרסה "הצנועה" של תהליך זה באה לידי ביטוי בפצצת המימן, האחות ההרסנית יותר של פצצת האטום. כן, הרסנית יותר! 
 
הגרסה המרשימה באמת של היתוך גרעיני, היא למעשה המנוע מאחורי האנרגיה העצומה הקורנת מכוכבים, כמו השמש שלנו לדוגמה. בליבתה של השמש מתרחשים כל העת תהליכי היתוך גרעיני, שבהם גרעיני מימן מתמזגים ויוצרים גרעיני הליום. ליבת השמש קורנת באנרגיית מיליארדי פצצות מימן המתפוצצות בו זמנית, ללא הפסק ולאורך מיליארדי שנים!
 
E=MC^2 – גם מי שמקבל אלרגיה קלה מכל מה שמריח כמו משוואות, מכיר ודאי את המשוואה המפורסמת של איינשטיין. בתרגום פשוט: אנרגיה שווה למסה כפול מהירות האור בריבוע. מהירות האור היא 300,000 ק"מ בשנייה אחת בלבד! הכפילו את המספר הזה בעצמו, ותקבלו את היחס בין כמות המסה שבידכם, לפוטנציאל האנרגיה העשוי להשתחרר ממנה אם תצליחו להמיר את המסה לאנרגיה.
 
קשה להבין כמה עוצמה חבויה ביחס הזה, אז אולי יעניין אתכם לשמוע שאנרגיה המופקת מגרם אחד בלבד של מסה, יכולה להספיק כדי להחריב עיר שלמה! היחס הזה עוזר לנו להבין את האנרגיה הרבה המשתחררת בהיתוך גרעיני, הממיר בין השאר כמויות מזעריות של חומר לאנרגיה אדירה.  
 
שני גרעיני אטומים קלים הופכים לגרעין אטום כבד יותר, זהו היתוך גרעיני. אך מה פירוש "כבד יותר"? המספר האטומי של יסוד נקבע על פי מספר הפרוטונים בגרעין שלו. ככל שליסוד יותר פרוטונים, נאמר שהוא כבד יותר. היסודות הקלים מימן והליום נוצרו זמן קצר מאוד לאחר היווצרות היקום במפץ הגדול. היסודות הכבדים יותר נוצרו לאורך מיליונים ומיליארדים של שנים בליבותיהם של כוכבי ענק, אשר בתהליכי היתוך גרעיני מיזגו יחד גרעיני אטומים קלים לגרעין כבד, ועוד אחד כבד יותר, ועוד אחד... כאשר כוכבים אלו הגיעו לסוף חייהם, הם פיזרו אל החלל את כל שאריות החומר שהתיכו בליבתם. 
 
גוף האדם עשוי מהיסודות חמצן ופחמן ומיסודות נוספים שנוצרו לפני מיליארדים של שנים בליבתם של כוכבים אי שם במרחבי היקום, ובתהליכים נוספים שאירעו ביקום כגון המפץ הגדול והתפוצצויות סופרנובה. הציטוט "אנחנו עשויים מאבק כוכבים" שטבע הפיזיקאי קרל סייגן לא יכול היה להיות מדויק יותר – כל אחד מאתנו עשוי אטומים של חומר, חלקיקים קטנטנים מאותם כוכבים שהם לנו אבות-קדמוניים.
 
קראו עוד:

 

 

אולי תאהבו גם