Quyosh energiyasining manbai. Quyosh aktivligi Optik samaradorligi

Mundarija:

1. 
   Kirish
   
2. 
   Quyosh energiyasining manbai. Quyosh aktivligi
   
3. 
   Optik samaradorligi
   
4. 
   Loyiha uchun joy tanlash
   
5. 
   Ekologik analiz
   
6. 
   Loyiha xarajatlari
   

Tabiatning energiya uchun universal qonunidan ma’lumki, energiya saqlanish xususiyatiga ega: u yo‘q bo‘lmaydi va, aksincha, yo‘qdan vujudga ham kelmaydi. Modomiki, shunday ekan, tunda portlayotgan minglab yulduzlar va Quyoshimizning energiya manbai nimada? Balki ular kimyoviy yoqilg‘i yoqilishidan energiya ajralgan hisobiga yoki bir vaqtlar yigilgan energiya zaxirasi hisobiga nurlanar? Lekin bularning barchasi yulduzlar energiyasining manbai rolini uynay olmasligini aniqlanganiga ancha bo‘ldi. CHunki kimyoviy yoqilg‘i yonganida ajraladigan energiya shu yoqilg‘ini tashkil qilgan atom va molekulalarning tortilish energiyasi hisobiga ajraladi. U holda yulduzlar markazidagi temperaturasi bir necha million gradusli zonada molekulalar bir zum o‘tmay parchalanib ketgan bular edi. SHuningdek, agar Quyosh (yoki yulduz) o‘z xajmida mujassamlashgan energiya zaxirasi hisobiga nurlanadi deb faraz kilinsa, hisoblashlar bu zaxira energiya 1,6 million yildan (katta yulduzlar uchun bir necha million yildan) ortmasligini ko‘rsatdi. Quyoshning aniqlangan yoshi esa salkam 5 milliard yilni ko‘rsatadi.

YUlduzlar energiyasining manbai masalasi, ayniksa, astronom olimlarni ko‘pdan beri qiziqtirib keladi. Bu to‘g‘rida ko‘plab nazariyalar, gipotezalar mavjud. Faqat 1938 - 1939 yillardagina astrofiziklardan A. Eddington, K. Veyszekker va G. Byotelar yulduzlarning energiya manbai bo‘la oladigan yadro reaksiyalarining nazariy hisobini ishlab chiqdilar.

Ma’lumki, atom yadrosini tashkil qiluvchi proton va neytronlar o‘zaro juda katta tortishish kuchi (bu kuch yadro kuchi deb yuritiladi) bilan bog‘langan bo‘ladi va bog‘lanish energiyasi ham juda katta bo‘ladi. Bordi-yu, shunday bog‘lanishdagi atom yadrosiga yana bir proton yoki neytron kirsa, u yangi yadro hosil qiladi va yadrodan sezilarli energiyaning ajralib chiqishiga sabab bo‘ladi. CHunki yadro zarrachalariga qo‘shilgan yangi zarracha yadro kuchi orkali ular bilan bog‘lanadi. Natijada paydo bo‘lgan ortiqcha energiya yadrodan proton yoki neytron bilan, yoxud elektron yoki pozitron bilan chiqib ketadi. Bunday hodisaga yadro reaksiyasi deyiladi. Biroq, shubxasiz, yangi proton yoki neytronning yadroga kirishi osonlikcha bo‘lmaydi, buning uchun kelib kushiladigan zarracha atom yadrosiga, yadro kuchlari ta’siriga beriladigan darajada yaqin masofaga kelishi (proton uchun esa yadroni itarish kuchini ham enggan holda) zarur bo‘ladi. Demak, kushiluvchi proton yoki neytron yadro tomon juda katta tezlik bilan (ya’ni energiya bilan ) yaqinlashishi lozim. Nazariy hisoblashlar, yulduzlar (jumladan Quyosh) markazdagi bir necha o‘n million gradusli harorat, protonlarga xuddi shunday tezliklar bera olishini, u erda termoyadro reaksiyasi uchun kulay sharoit borligini ma’lum qiladi. Neytronlar esa bunday yuqori haroratda turgo‘nligini yo‘qotib, yarim soatga etar-etmas proton, elektron va neytrinoga parchalanib ketadi, yadro reaksiyalarida deyarli ishtirok etmaydi.

YUlduzlar markazidagi reaksiya (to‘rtta protonning birikib bitta geliy atomi yadrosini hosil qilishi)ning uzlo‘qsiz takrorlanishi, yulduzlarning nurlanishi tufayli kosmik fazoga tarkalayotgan energiyasini to‘ldirib turadi.

Quyosh markazida ruy beradigan proton-proton siklli termoyadro reaksiyasi quyidagicha kechadi:

N¹ QH¹  D²Q e^QQ

₁D²QN¹  ₂Ne³Q (1)

₂Ne³Q ₂Ne³  ₂Ne⁴Q2 ₁N¹

Bu erda hosil bo‘lgan normal geliy yadrosining massasi uni hosil qilgan to‘rtta proton massasidan 1 foyizga kam chiqadi.

Har bir proton massasi, atom birliklarida, 1, 00813 ni tashkil qilib, to‘rtta protonniki 4, 03252 bo‘ladi. Geliy atom yadrosining massasi 4, 00389 ekanligini e’tiborga olsak, bu yadroni hosil qiluvchi protonlar atom og‘irligining 0, 02863 birligiga (4, 03252  4, 00389 q 0, 02863) teng massasi, ajraladigan bog‘lanish energiyasiga ekvivalent massa bo‘lib, u massa defekti deb yuritiladi. Bitta geliy yadrosi hosil bo‘lishida ajralgan energiya, Eynshteynning mashhur formulasiga ko‘ra:

Eq mc² q 1, 67 · 10· 0, 02863x x( 3x 10 ) q 4, 3 x 10 erg (189)

ga teng bo‘ladi. Bu erda sq 3 · 10¹⁰ smG‘s -yorug‘lik tezligi, m- massa defektidir.

Hozirgi paytda turt protondan geliy yadrosini hosil bo‘lishi haqida ikki ketma- ketlik reaksiyasi ma’lum bo‘lib, ulardan birinchisi proton- protonli, ikkinchisi esa uglerod- azotli sikl deb yuritiladi.

Quyoshning markazi yaqinida bosim va tempratura juda yuqori bo‘lib, u erdan uglerod-azotli sikl bo‘yicha ham termoyadro sintezi ruy beradi. Biroq markazdan uzoqlashgan sayin tempratura va bosim kamayib, uglerod - azotli siklli reaksiya tezda barham topadi. Quyosh markazidan 0, 2-0, 3 Quyosh radiusi masofasida asosan proton-protonli sikl hukmronlik qiladi. Quyosh markazidan 0, 3 R_ tempratura 5 million gradusgacha, bosim esa 10 milliard atmosferagacha tushib, bunday sharoitda termoyadro reaksiyasi butunlay to‘xtaydi.