دانشنامهمفهوم
همجوشی هستهای Nuclear fusion
همجوشی هستهای فرایندی است که در آن دو هستهٔ سبک به هم میپیوندند و هستهٔ سنگین‌تری می‌سازند و بخشی از جرمشان به انرژی عظیم تبدیل میشود؛ منبع انرژی خورشید و ستاره‌ها.
در همجوشی هستهای، هسته‌هایی مثل ایزوتوپ‌های هیدروژن به هم می‌رسند و هستهٔ سنگین‌تری مانند هلیوم تشکیل می‌دهند. جرم هستهٔ حاصل اندکی کمتر از مجموع جرم هستههای اولیه است و این تفاوت طبق رابطهٔ $E = mc^2$ به انرژی تبدیل میشود.
## همجوشی چگونه رخ می‌دهد؟
هسته‌ها بار مثبت دارند و یکدیگر را دفع میکنند. برای نزدیک شدن به اندازهٔ کافی، باید دما و فشار بسیار بالا باشد تا برخورد رخ دهد. در هستهٔ خورشید دما حدود ۱۵ میلیون کلوین است و افزون بر آن، اثر تونل‌زنی کوانتومی به همجوشی کمک می‌کند. در خورشید، هیدروژن به هلیوم بدل میشود، از طریق زنجیرهٔ پروتون-پروتون.
## همجوشی در ستاره‌ها و جهان
همجوشی منبع روشنایی ستاره‌هاست و در رشتهٔ اصلی عمر ستاره را تأمین می‌کند. در ستاره‌های سنگینتر همجوشی به عنصرهای سنگینتر هم ادامه می‌یابد که در هسته‌زایی ستاره‌ای شرح داده میشود. ستاره‌ای که سوخت همجوشی‌اش تمام شود به مرحله‌های پایانی مانند کوتولهٔ سفید می‌رسد.
## همجوشی روی زمین
پژوهشگران می‌کوشند همجوشی را به‌عنوان منبع انرژی پاک بسازند. سوخت رایج دوتریوم و تریتیوم است. دو راه اصلی تحقیق وجود دارد: محصورسازی مغناطیسی پلاسما در توکامک‌ها، مانند پروژهٔ بین‌المللی ITER، و همجوشی لیزری. در دسامبر ۲۰۲۲ تأسیسات NIF در آمریکا برای نخستین بار انرژی خروجی بیشتر از انرژی لیزر وارد‌شده به هدف را ثبت کرد، هرچند هنوز نیروگاه عملی نداریم. برای شناخت حالت ماده در این شرایط، فیزیک پلاسما اهمیت دارد.
## پرسش‌های رایج
### همجوشی هستهای چیست؟
فرایندی که در آن هستههای سبک به هم میپیوندند و هستهٔ سنگینتر و انرژی تولید میکنند.
### فرق همجوشی و شکافت چیست؟
در شکافت هستهٔ سنگین به قطعات سبکتر تقسیم میشود، اما در همجوشی هستههای سبک به هم میپیوندند. هر دو انرژی آزاد میکنند.
### چرا همجوشی در خورشید رخ می‌دهد؟
چون هستهٔ خورشید بسیار داغ و پرفشار است و گرانش عظیم آن این شرایط را حفظ می‌کند.
### آیا انرژی همجوشی روی زمین ممکن است؟
پژوهشگران به نتایج امیدوارکننده رسیدهاند، اما تا ۲۰۲۵ هنوز نیروگاه تجاری همجوشی وجود نداشت.
فکت علمی
دانستنی‌ها
- ۱۷ مرداد ۱۴۰۵همجوشی هستهایدر همجوشی هستهای دو یا چند هسته با هم ترکیب میشوند و هستهٔ بزرگتری می‌سازند. هستهٔ ستاره‌های فعال با همجوشی انرژی میگیرد و همجوشی در مهبانگ و در ستاره‌ها همهٔ عنصرهای سبکتر از نیکل را ساخته است.
- ۳۰ اردیبهشت ۱۴۰۴همجوشی هستهایخورشید انرژیاش را از همجوشی هستهای هیدروژن به هلیوم میگیرد و آزمایشهای نیروگاه همجوشی می‌کوشند چنین شرایطی را روی زمین هم بسازند.