تولید هلیوم در ستارگان : ستارگان نقش مهمی در تولید هلیوم دارند که عمدتاً از طریق فرآیند همجوشی هسته‌ای هیدروژن به هلیوم انجام می‌شود. در این فرآیند، اتم‌های هیدروژن در دما و فشار بسیار بالا به هم می‌پیوندند و هلیوم تولید می‌کنند. این فرآیند در ستارگان با جرم بالا به طور مداوم در هسته آنها اتفاق می‌افتد و به عنوان منبع اصلی هلیوم در جهان شناخته می‌شود.
مراحل تولید هلیوم در ستارگان
همجوشی هیدروژن: در مراحل اولیه زندگی یک ستاره، هیدروژن به هلیوم تبدیل می‌شود. این فرآیند در دماهای بالای حدود 15 میلیون کلوین در هسته ستاره‌ها اتفاق می‌افتد.
درخش هلیوم: در ستارگان کم‌جرم، پس از اتمام هیدروژن، هلیوم باقی‌مانده می‌تواند در یک مرحله ناپایدار به نام “درخش هلیوم” به همجوشی ادامه دهد. این پدیده زمانی رخ می‌دهد که دما و چگالی هسته به حد کافی افزایش یابد تا همجوشی هلیوم آغاز شود.
پخش هلیوم به فضا: پس از اتمام مراحل زندگی ستاره، به ویژه در ابرنواخترها، هلیوم تولید شده به فضا منتشر می‌شود. این هلیوم می‌تواند به تشکیل ستارگان و سیارات جدید کمک کند.
اهمیت هلیوم
هلیوم نه تنها یکی از عناصر اصلی تشکیل‌دهنده ستارگان است، بلکه در فرآیندهای کیهانی و تشکیل عناصر سنگین‌تر نیز نقش دارد. همچنین، هلیوم به عنوان یکی از گازهای نادر در جو زمین، کاربردهای صنعتی و علمی متعددی دارد.
چه تفاوت‌هایی بین تولید هلیوم در ستارگان و زمین وجود دارد
تفاوت‌های اصلی بین تولید هلیوم در ستارگان و زمین به شرح زیر است:
تولید هلیوم در ستارگان
هلیوم در ستارگان به طور مداوم از طریق فرآیند همجوشی هسته‌ای هیدروژن تولید می‌شود. در دمای بالای 15 میلیون کلوین در هسته ستارگان، اتم‌های هیدروژن به هم می‌پیوندند و هلیوم تولید می‌کنند.
مقدار هلیوم در ستارگان بسیار زیاد است، به خصوص در داغ‌ترین ستارگان. با گذشت زمان و تبدیل هیدروژن به هلیوم، مقدار هیدروژن در ستارگان کاهش می‌یابد.
هلیوم تولید شده در ستارگان پس از پایان مراحل زندگی آنها، مانند انفجار ابرنواختر، به فضا پخش می‌شود.
تولید هلیوم در زمین
هلیوم موجود در زمین از عناصر اولیه نیست و در اثر فرآیند فروپاشی رادیواکتیو تولید می‌شود. ذرات آلفا که از هسته مواد رادیواکتیو سنگین‌تر خارج می‌شوند، هسته‌های ایزوتوپ هلیوم-4 را تشکیل می‌دهند.
مقدار هلیوم در زمین بسیار کم است و اغلب هلیوم موجود در زمین در اثر فرآیندهای هسته‌ای طبیعی تولید می‌شود.
هلیوم در جو زمین به مقدار زیاد انباشته نمی‌شود، زیرا گرانش زمین قدرت کافی برای جلوگیری از فرار تدریجی آن به فضا را ندارد.
در مجموع، تولید هلیوم در ستارگان به طور مداوم و در مقیاس بسیار بزرگ از طریق همجوشی هسته‌ای است، در حالی که در زمین به صورت محدود و به عنوان محصول جانبی فرآیندهای هسته‌ای طبیعی تولید می‌شود.
چرا هلیوم در جو زمین به وفور یافت نمی‌شود
هلیوم در جو زمین به وفور یافت نمی‌شود به دلایل زیر:
هلیوم موجود در زمین از عناصر اولیه نیست و در اثر فرآیند فروپاشی رادیواکتیو تولید می‌شود. ذرات آلفا که از هسته مواد رادیواکتیو سنگین‌تر خارج می‌شوند، هسته‌های ایزوتوپ هلیوم-4 را تشکیل می‌دهند. بنابراین منبع تولید هلیوم در زمین محدود است.
هلیوم پس از تولید در اعماق زمین، به سطح زمین نفوذ می‌کند و در حفره‌های گاز طبیعی گیر می‌افتد. اما مقدار آن در جو زمین به مقدار زیاد انباشته نمی‌شود.
این به دلیل آن است که گرانش زمین قدرت و اثر کافی برای جلوگیری از فرار تدریجی هلیوم به فضا را ندارد. هلیوم سبک وزن است و همچنین به راحتی با عناصر دیگر ترکیب نمی‌شود. به همین دلیل، اگر به سطح زمین برسد، به راحتی می‌تواند از جاذبه گرانشی زمین فرار کند.
در هتروسفر زمین که در قسمت بالایی جو قرار دارد، هلیوم و سایر گازهای سبک‌تر، فراوان‌ترین گازها هستند. اما به دلیل فرار آنها به فضا، مقدار هلیوم در جو زمین زیاد نیست.
در مجموع، هلیوم به دلیل سبک بودن و عدم واکنش‌پذیری، به راحتی از جو زمین خارج می‌شود و به فضا فرار می‌کند. بنابراین علی‌رغم تولید مداوم آن در اعماق زمین، هلیوم در جو زمین به وفور یافت نمی‌شود.
بدون دیدگاه