היתוך גרעיני: איך נוצר אור שמש ולמה כשמשדכים בין גרעיני אטומים של מימן, לא כדאי להגיע לחתונה

 

 

מרכז השמש מורכב בעיקר ממימן. באטום המימן מצוי חלקיק פרוטון אחד ויחיד, ומפני שהוא בעל מטען חיובי, הוא דוחה את הפרוטונים השכנים, שגם הם בעלי מטען חיובי. אם קירבתם אי פעם את שני צידי ה"פלוס" של שני מגנטים וראיתם איך הם דוחים זה את זה, תוכלו לדמיין כיצד פרוטון המימן לעולם לא יתקרב לפרוטון מימן אחר. למעשה, אין כמעט סיכוי ששני פרוטונים יגעו זה בזה לעולם. מדוע "כמעט"? משום שלפי תורת הקוונטים המיקום של הפרוטון אינו קבוע. מה שאומר שכאשר שני אטומים נמצאים קרובים זה לזה מאוד, יש סיכוי קטנטן, שהם יגעו זה בזה במקרה. 

 

זה קצת כמו בתור לאוטובוס: ממש לא בא לכם להתחכך באנשים לידכם, נכון? זה בסדר- גם להם לא בא לגעת בכם. אבל אין הרבה מקום, נהיה חם ופתאום, ממש במקרה, מישהו מתעטש והיד שהוא מרים לשים על הפה, נוגעת בכתף שלכם. במקרה הזה, אולי הוא יגיד סליחה וישתדל לא לגעת בכם יותר. אבל במקרה של הפרוטונים, זה סיפור שונה לגמרי.

 

במרכז השמש הכל צפוף, הרבה יותר מאשר בתור לאוטובוס. צפוף עד כדי כך, שהחיכוך מעלה את החום לכ- 15 מיליון מעלות, ועולה הסיכוי שהפרוטונים יגעו זה בזה במקרה. אבל כשזה קורה הם לא אומרים סליחה ומתרחקים, אלא זוהי ממש "חתונה"! שני הפרוטונים, שלפני שבריר שניה לא יכלו לסבול זה את זה, מותכים ב"היתוך גרעיני" מתאחדים ויוצרים גרעין אטום של חומר מסוג חדש לגמרי: הליום. ברגע שהם חלק מגרעין אטום אחד, מאוחדים תחת הכוח החזק שלו, הם כבר לא ייפרדו. 

 

זו כבר סיבה למסיבה! ראוי אפילו שיהיה קצת אורות וזיקוקים. ובאמת, כששני הפרוטונים מתאחדים ויוצרים הליום, משתחררת אנרגיה, כלומר משתחרר פוטון, שהוא החלקיק היסודי של האור. זהו חלקיק זעיר וחסר משמעות כמעט. אבל כיוון שישנם הרבה אטומי מימן שמותכים זה לזה, מופצת הרבה אנרגיה, המון פוטונים, ולזה אפשר כבר לקרוא חתונה המונית. 

 

אלא שמהחתונה הזו כדאי להתרחק, כי האנרגיה היא רבה. כמה רבה?

 

ובכן, היתוך גרעיני הוא בדיוק האופן בו פועלת פצצת מימן, שהיא הפצצה העצמתית ביותר שיצר האדם.

 

 

הצילום מעלה הוא של פיצוץ בשנת 1961 של פצצת המימן החזקה ביותר שפוצצה בהיסטוריה – פצצת הצאר – שהיתה חזקה פי 3,300 מעוצמת הפצצה שהאמריקאים הטילו על הירושימה במלחמת העולם השניה. מדובר בפצצה כה גדולה וכבדה (27 טון), שהסובייטים היו צריכים לבנות מטוס מיוחד כדי לשאת אותה וגם אז, לא היה ניתן לשאת דבר מלבדה. 

אז לשם השוואה, אילוּ הסובייטים היו מצליחים לפוצץ כשני מיליון פצצות צאר בבת אחת, הם היו מגיעים קרוב לפיצוץ ממוצע המתרחש בשמש. 

 

כלומר... הם היו מגיעים לפיצוץ ממוצע המתרחש בשמש כל שניה.

 

אבל רגע אחד! 

 

הרי כוכב הלכת צדק מורכב מאותם חומרים כמו השמש שלנו. גם בליבה של צדק יש אטומי מימן דחוסים וחם שם מאוד, אז... למה לא קורה אותו דבר? או במילים אחרות, מדוע צדק אינו מאיר כמו השמש?