07 December 2019

News Flash

कुतूहल : ताऱ्यांतील ऊर्जानिर्मिती

संमीलन क्रियांद्वारे नियंत्रित पद्धतीने ऊर्जानिर्मिती करण्याचा संशोधकांचा प्रयत्न चालू आहे.

आर्थर एडिंग्टन या ब्रिटिश खगोलशास्त्रज्ञाने १९२० साली ताऱ्यांच्या अंतरंगावरील संशोधनावर आधारलेला ‘इंटर्नल कॉन्स्टिटय़ुशन ऑफ स्टार्स’ हा शोधनिबंध प्रसिद्ध केला. एडिंग्टनच्या मते, ताऱ्यांत निर्माण होणाऱ्या प्रचंड ऊर्जेचे मूळ हे हायड्रोजनच्या चार अणूंचे संमीलन (फ्यूजन) होऊन त्यापासून हेलियमचा अणू बनण्याच्या क्रियेत असते. हायड्रोजनच्या चार अणूंचे एकत्रित वस्तुमान हे हेलियमच्या अणूपेक्षा अधिक आहे. या अतिरिक्त वस्तुमानाचे (आइनस्टाइनच्या सूत्रानुसार) संमीलनादरम्यान ऊर्जेत रूपांतर होते. एडिंग्टनच्या संशोधनानंतर, १९३० च्या दशकात जर्मन संशोधक हान्स बेथ याने ताऱ्यांच्या गाभ्यात घडणाऱ्या, हायड्रोजनच्या अणूंच्या या संमीलन क्रियेतील विविध पायऱ्याही दाखवून दिल्या. हान्स बेथला या संशोधनाबद्दल १९६७ सालचे नोबेल पारितोषिक देण्यात आले.

याच दशकातील सन १९३४ च्या सुमारास रुदरफर्डचा सहकारी मार्क ऑलिफंट याचे केंब्रिज येथील कॅव्हेंडिश प्रयोगशाळेत केंद्रकीय अभिक्रियेवर प्रयोग चालू होते. या प्रयोगांत त्याने ऊर्जाधारी डय़ुटेरियमच्या केंद्रकांचा दुसऱ्या डय़ुटेरियमच्या केंद्रकांवर मारा करून त्यातून ट्रिशियमची निर्मिती केली. डय़ुटेरियम आणि ट्रिशियम ही दोन्ही हायड्रोजनचीच समस्थानिके आहेत. नेहमीच्या हायड्रोजनच्या केंद्रकात फक्त एक प्रोटॉन असतो, तर डय़ुटेरियमच्या आणि ट्रिशियमच्या केंद्रकांत मात्र एका प्रोटॉनबरोबर अनुक्रमे एक आणि दोन न्यूट्रॉनचा समावेश असतो. या क्रियेत प्रथम डय़ुटेरियमच्या दोन अणूंच्या संमीलनाद्वारे हेलियमच्या एका अस्थिर समस्थानिकाची निर्मिती होते. त्यानंतर पुढच्या टप्प्यात या अस्थिर समस्थानिकापासून ट्रिशियमची निर्मिती होते. हे घडताना मोठय़ा प्रमाणावर ऊर्जा उत्सर्जित होते. याचप्रमाणे डय़ुटेरियम आणि ट्रिशियमच्या संमीलनातूनही हेलियमची निर्मिती होऊ शकते. या अभिक्रियेतही मोठय़ा प्रमाणावर ऊर्जानिर्मिती होते. हायड्रोजन बॉम्ब हा अशाच संमीलन क्रियांवर आधारलेला असतो. संमीलन क्रियांद्वारे नियंत्रित पद्धतीने ऊर्जानिर्मिती करण्याचा संशोधकांचा प्रयत्न चालू आहे.

अणुकेंद्रके ही धनविद्युतभारित असल्याने, संमीलनात भाग घेणारी केंद्रके एकमेकांच्या जवळ आल्यावर प्रतिआकर्षणामुळे एकमेकांना दूर लोटतात. या प्रतिआकर्षणावर मात करण्यासाठी ही केंद्रके अतिशय ऊर्जाधारी असावी लागतात. उच्च तापमानाद्वारे ही केंद्रके ऊर्जाधारी होऊ  शकतात. ताऱ्याच्या निर्मितीच्या सुरुवातीच्या टप्प्यात त्यातील हायड्रोजन वायूचे गुरुत्वाकर्षणीय आकुंचन होते. या आकुंचनामुळे वायूच्या अंतर्भागात उच्च तापमानाची निर्मिती होते. या उच्च तापमानामुळे या वायूतील हायड्रोजनच्या केंद्रकांचे संमीलन व्हायला सुरुवात होऊन ताऱ्यात ऊर्जानिर्मिती होऊ  लागते.

– डॉ. मानसी राजाध्यक्ष

मराठी विज्ञान परिषद, वि. ना. पुरव मार्ग,  चुनाभट्टी,  मुंबई २२  office@mavipamumbai.org

First Published on October 24, 2019 12:02 am

Web Title: energy generation of stars zws 70
Just Now!
X