اولین نشانه‌های شکافت هسته‌ای در کیهان

 به گزارش تابناک، ایسنا نوشت: دانشمندان آزمایشگاه ملی لس آلاموس و دانشگاه ایالتی نورث کارولینا شواهد قانع‌کننده‌ای از شکافت هسته‌ای در کیهان، به ‌ویژه در طول ادغام ستاره‌های نوترونی کشف کرده‌اند. این کشف باورهای دیرینه را به چالش می‌کشد و فصل جدیدی را در درک ما از تشکیل عناصر سنگین در جهان باز می‌کند.

بیشتر بخوانید: اخباری که در وبسایت منتشر نمی‌شوند!

 

همجوشی هسته‌ای فرآیندی است که طی آن دو هسته اتم با هم ترکیب می‌شوند و هسته سنگین‌تری را تشکیل می‌دهند و مقادیر قابل توجهی انرژی آزاد می‌کنند. این فرآیند نقش مهمی در تولید انرژی ایفا می‌کند که درخشندگی ستاره را حفظ می‌کند.

تکرار همجوشی هسته‌ای در زمین شامل غلبه بر چالش‌هایی مانند ایجاد و حفظ دما و فشار شدید مورد نیاز برای واکنش‌های همجوشی، دستیابی به محصورسازی پایدار پلاسما و توسعه موادی است که بتوانند در شرایط سخت در یک رآکتور همجوشی مقاومت کنند.

در عوض، رآکتورهای هسته‌ای روی زمین با شکافت هسته‌ای کار می‌کنند، جایی که اتم سنگین‌تر به اتم‌های کوچک‌تر تقسیم می‌شود و مقدار زیادی انرژی آزاد می‌کند.

شکافت هسته‌ای یا فیژن(Nuclear fission) فرآیندی است که در آن یک اتم سنگین مانند اورانیوم به دو اتم سبک‌تر تبدیل می‌شود. وقتی هسته‌ای با عدد اتمی زیاد شکافته شود، بر پایه فرمول اینشتین، مقداری از جرم آن به انرژی تبدیل می‌شود. از این انرژی در تولید برق(در نیروگاه هسته‌ای) یا تخریب(سلاح‌های هسته‌ای) استفاده می‌شود.

همجوشی هسته‌ای، گداخت هسته‌ای یا فیوژن(Fusion) فرآیندی عکس عمل شکافت هسته‌ای است. در فرآیند همجوشی هسته‌ای هسته‌های سبک مانند هیدروژن، دوتریوم و تریتیوم با یکدیگر همجوشی داده شده و هسته‌های سنگین‌تر و مقداری انرژی تولید می‌شود. برای اینکه همجوشی امکان‌پذیر باشد، هسته‌هایی که در واکنش وارد می‌شوند باید دارای انرژی جنبشی کافی باشند تا بر میدان الکترواستاتیکی پیرامونشان فائق آیند. بنابراین دماهای وابسته به واکنش‌های همجوشی فوق‌العاده بالاست.

دانشمندان مدت‌ها گمان می‌کردند که شکافت هسته‌ای در طول ادغام ستاره‌های نوترونی که یکی از آشفته‌ترین رویدادهای کیهان است، رخ می‌دهد. آنها آن‌قدر قوی هستند که امواجی را در سراسر بافت فضا-زمان روانه می‌کنند.

اکنون یک تیم تحقیقاتی به رهبری فیزیکدان نظری متیو مام‌پاور، طبق مدل‌ها و مشاهدات، اولین نشانه‌های شکافت هسته‌ای را در کیهان یافته‌اند.

مام‌پاور در بیانیه‌ای مطبوعاتی گفت: مردم فکر می‌کردند شکافت در کیهان اتفاق می‌افتد، اما تا به امروز، هیچ‌کس نتوانسته بود آن را ثابت کند.

فرآیند جذب سریع نوترون
این مطالعه بر فرآیند جذب سریع نوترون(فرآیند r) متمرکز بود، پدیده‌ای که در محیط‌های غنی از نوترون مانند ادغام ستاره‌های نوترونی یا انواع خاصی از ابرنواخترها رخ می‌دهد.

تصور می‌شود که «فرآیند r» مسئول ایجاد عناصر سنگین‌تر از آهن باشد. با این حال، جزئیات پیچیده آن مبهم باقی مانده، زیرا نمی‌توان آن را مستقیماً در یک محیط آزمایشگاهی مطالعه کرد.

این تیم تحقیقاتی، فراوانی عناصر را در ۴۲ ستاره غنی شده با مواد فرآیند r و توزیع عناصری مانند روتنیم، رودیوم، پالادیوم و نقره مورد تجزیه و تحلیل قرار داد. هدف این تجزیه و تحلیل، شناسایی بیش از حد همبسته در توزیع عنصر بود که به طور اساسی فرآیندها را در طول ادغام ستاره‌های نوترونی روشن می‌کند.

این فرآیند مشاهده شده در فراوانی عناصر خاص، بینش‌های ارزشمندی را در مورد مکانیسم‌ها و فعل و انفعالات خاص درگیر در ادغام ستاره‌های نوترونی ارائه می‌کند و پنجره‌ای منحصر به فرد را برای تشکیل عناصر سنگین در جهان ارائه می‌دهد.

همبستگی مشاهده شده بین فلزات سبک و هسته‌های خاکی کمیاب به عنوان یک سرنخ محوری عمل کرد. این الگوی همبستگی نه تنها پیش‌بینی‌های قبلی تیم را تأیید کرد، بلکه به دخالت شکافت هسته‌ای نیز اشاره کرد.

مقایسه دقیق همبستگی‌های پیش‌بینی‌ شده و مشاهده‌ شده در این مجموعه از ستارگان، شواهد قانع‌کننده‌ای ارائه کرد که نشان می‌دهد قطعات شکافت هسته‌های فرا-اورانیومی به فراوانی عنصر کمک می‌کنند و نشانه‌ای واضح را از فرآیند r نشان می‌دهد.

عنصرهای فرا-اورانیومی(Transuranium element) عنصرهای با عدد اتمی بالاتر از ۹۲(عدد اتمی اورانیوم) هستند. این عنصرها به‌ طور طبیعی در زمین وجود ندارند و به صورت مصنوعی با واکنش‌های هسته‌ای ساخته می‌شوند. آنها همگی پرتوزا و ناپایدار هستند و دچار واپاشی هسته‌ای شده و به عنصرهای دیگر تبدیل می‌شوند.

مام‌پاور می‌گوید: تنها راه قابل قبولی که می‌تواند در میان ستارگان مختلف به وجود بیاید این است که فرآیندی ثابت در طول شکل‌گیری عناصر سنگین وجود داشته باشد.

پژوهشگران پس از بررسی سناریوهای مختلف دریافتند که تنها شکافت هسته‌ای است که می‌تواند این روند مشاهده شده را به دقت تکرار کند.

عناصر فراتر از جدول تناوبی
هسته‌های اتمی، نوترون‌ها را در طول فرآیند جذب سریع نوترون(فرآیند r) می‌گیرند و عناصر سنگین‌تری ایجاد می‌کنند. برخی ممکن است بیش از حد سنگین شوند و خطر ناپایداری و تجزیه یا شکافت را در پی داشته باشند که منجر به ایجاد دو اتم از عناصر سبک‌تر و در عین حال قابل توجه می‌شود.

پژوهشگران همچنین از مدل‌های شکافت توسعه یافته در لس آلاموس برای مقایسه با داده‌های اندازه‌گیری شده استفاده کردند. آنها سازش بسیار خوبی بین این دو پیدا کردند که به یافته‌های آنها اعتبار بخشید.

این کشف نه تنها ظن‌های دیرینه را تأیید کرد، بلکه به وجود عناصر با جرم اتمی بیش از ۲۶۰ اشاره کرد.

منبع: تابناک

کلیدواژه: آلودگی هوا فساد چای دبش اکبر رحیمی شب یلدا حمید نوری رآکتورهای هسته ای هسته ای شکاف هسته ای فیوژن آلودگی هوا فساد چای دبش اکبر رحیمی شب یلدا حمید نوری

درخواست حذف خبر:

«خبربان» یک خبرخوان هوشمند و خودکار است و این خبر را به‌طور اتوماتیک از وبسایت www.tabnak.ir دریافت کرده‌است، لذا منبع این خبر، وبسایت «تابناک» بوده و سایت «خبربان» مسئولیتی در قبال محتوای آن ندارد. چنانچه درخواست حذف این خبر را دارید، کد ۳۹۳۵۱۵۲۲ را به همراه موضوع به شماره ۱۰۰۰۱۵۷۰ پیامک فرمایید. لطفاً در صورتی‌که در مورد این خبر، نظر یا سئوالی دارید، با منبع خبر (اینجا) ارتباط برقرار نمایید.

با استناد به ماده ۷۴ قانون تجارت الکترونیک مصوب ۱۳۸۲/۱۰/۱۷ مجلس شورای اسلامی و با عنایت به اینکه سایت «خبربان» مصداق بستر مبادلات الکترونیکی متنی، صوتی و تصویر است، مسئولیت نقض حقوق تصریح شده مولفان در قانون فوق از قبیل تکثیر، اجرا و توزیع و یا هر گونه محتوی خلاف قوانین کشور ایران بر عهده منبع خبر و کاربران است.

خبر بعدی:

ترکیه 3 رزمایش بزرگ نظامی برگزار می کند

نیروهای مسلح ترکیه طی ماه می 3 رزمایش بزرگ را به صورت جداگانه در روزهای مختلف برگزار خواهند کرد.   به گزارش عصر ایران به نقل از آناتولی؛ نیروهای مسلح ترکیه در ماه می 3 رزمایش بزرگ؛ رزمایش بین المللی ققنوس آنادولو را 7-18 می، گرگ دریایی را 6-17 می و رزمایش افس-2024 را از 25 آوریل تا 8 می برگزار خواهند کرد.   رزمایش بین‌المللی آنادولو 2024 با شرکت جمهوری آذربایجان، قطر، لهستان، رومانی، عربستان سعودی و ترکیه در سومین فرماندهی پایگاه جت اصلی قونیه برپا می‌شود.   هدف از این رزمایش، آزمایش و بهبود فرآیند فرماندهی و کنترل در محدوده عملیات امداد و نجات پرسنل، بهبود سطح همکاری بین عناصر گروه عملیات نجات پرسنل و با سایر کشورها در محیط رزمی و تعیین زمینه‌های همکاری است.   روز رسانه‌ای این رزمایش که در آن تیم هایی از فرماندهی نیرو، فرماندهی کل ژاندارمری و فرماندهی یگان ویژه و عناصر خارجی در آن شرکت خواهند کرد، 16 ماه می برگزار می‌شود.   رزمایش گرگ دریایی با هدف ارزیابی مدیریت عملیاتی و اثربخشی مدیریت فرماندهی نیروی دریایی و فرماندهی های تابعه آن در مارماریس صورت می‌گیرد.   یگان‌هایی از فرماندهی نیروی دریایی، فرماندهی نیروی هوایی و فرماندهی گارد ساحلی ترکیه نیز در این رزمایش شرکت خواهند کرد.   15 هزار پرسنل در این رزمایش شرکت خواهند کرد که 100 کشتی، 8 زیردریایی، 39 هواپیما، 16 بالگرد، 28 هواپیمای بدون سرنشین، 7 خودروی دریایی بدون سرنشین، 2 تیم SAT متشکل از 8 نفر و 3 تیم SAS متشکل از 5 نفر شرکت خواهند کرد.   در چارچوب برگزاری رزمایش افس-2024 پایگاه فرماندهی مشترک و رزمایش آتش میدانی به کمک رایانه، به میزبانی ترکیه، تحت هدایت و مدیریت فرماندهی ارتش دریای اژه، با مشارکت عناصر کشور دوست و متحد برگزار می شود.   این رزمایش، رزمایشی با بیشترین مشارکت در میان رزمایش‌های سری EFES خواهد بود که تا به امروز انجام شده است.   در این رزمایش همچنین آلمان، آمریکا، آلبانی، استرالیا، آذربایجان، بحرین، بنگلادش، امارات متحده عربی، بریتانیا، بوسنی و هرزگوین، برزیل، بورکینافاسو، مراکش، فیلیپین، فرانسه، گامبیا، گینه، گرجستان، ایتالیا، کامرون، قطر، قزاقستان، قرقیزستان، کره، کنگو، کویت، مقدونیه شمالی، مصر، لتونی، لیبی، مجارستان، مالی، مکزیک، مغولستان، مولداوی، نیجریه، ازبکستان، پاکستان، لهستان، رواندا، سومالی، عربستان سعودی، تاجیکستان، پرسنل نظامی، نیروها و عناصر از 49 کشور از جمله تانزانیا، اوگاندا، زامبیا و زیمبابوه شرکت خواهند کرد. کانال عصر ایران در تلگرام بیشتر بخوانید: آنادولو؛ نخستین ناو هواپیمابر ترکیه چه ویژگی هایی دارد؟ (+فیلم و عکس)