Месца зялёнай расліны ў эканоміцы прыроды. Сонца як тэрмаядзерная ўсталёўка

Вы знаходзіцеся: Месца зялёнай расліны ў эканоміцы прыроды

З канца другой сусветнай вайны, т. е. з тых часоў як былі падарваны першыя атамныя бобмы, чалавек пачаў асвойваць тую энергію, якая ў велізарных колькасцях вылучаецца пры ўзаемадзеяннях атамных ядраў. Атамная эра пачалася з прайгравання рэакцый распаду, якія прыводзяць да расшчаплення цяжкіх атамаў, такіх, як уран, на лягчэйшыя і на субатомные часціцы. 123456 Зараз, аднак, у даследаваннях па атамнай энергіі ўпор робіцца галоўным чынам на рэакцыі сінтэзу, у якіх драбнейшыя часціцы, напрыклад пратоны (ядры вадароду), зліваюцца з адукацыяй буйнейшых адзінак, напрыклад альфа-часціц (ядраў гелія). Сінтэз ядраў гелія з ядраў вадароду - рэакцыя, якая ляжыць у аснове вадароднай бомбы, - вывучаецца ў наш час таксама і для таго, каб знайсці спосабы ажыццяўляць кіраваны тэрмаядзерны сінтэз і выкарыстоўваць яго як крыніца прамысловай энергіі. 123456

Сонца - гэта, у сутнасці, вадародная бомба. Яно ўяўляе сабою як бы тэрмаядзерны 'рэактар', у якім з атамаў вадароду сінтэзуюцца атамы гелія; у выніку складанай паслядоўнасці рэакцый чатыры атама вадароду з масай, блізкай да 1, зліваюцца ў атам гелія з масай, блізкай да 4 (мал. 1.2):

прычым у якасці прамежкавых прадуктаў у гэтай паслядоўнасці рэакцый удзельнічаюць ядры іншых атамаў. Дакладная маса кожнага з чатырох атамаў вадароду, якія ўдзельнічаюць у гэтым тэрмаядзерным сінтэзе, роўная 1,008, а дакладная маса прадукта сінтэзу - атама гелія - роўная 4,003. 123456 Маса, якая ўступала ў рэакцыю (4X1.008=4,032), апыняецца, такім чынам, больш масы прадукта рэакцыі (1X4,003=4,003), а гэта значыць, што прыведзенае вышэй раўнанне не збалансавана. Рознасці мас (0,029) - яе завуць дэфектам масы - адпавядае, па законе Эйнштэйна, энергія Е=тс2, дзе Е - якая вылучаецца энергія (у эргах), т - дэфект масы (у грамах) і з - хуткасць святла (3-1010 гл/з). Хоць эрг - вельмі малая адзінка (адна калорыя роўная 40-106 эрг), з формулы Эйнштэйна варта, што пры ператварэнні ў энергію нават самых нікчэмных колькасцяў масы вызваляюцца вялікія колькасці энергіі. Паводле адзнак.

у нетрах Сонца рэчыва знікае з хуткасцю 120 мільёнаў тон у хвіліну, і гэта суправаджаецца выпраменьваннем у касмічную прастору каласальных колькасцяў энергіі. 123456

З усёй сонечнай радыяцыі паверхні Зямлі дасягае штогод каля 5,5-1023 кал, ці 100000 кал/см2/год. Прыкладна адна траціна ўсёй гэтай колькасці расходуецца на выпарэнне вады, так што на фотасінтэз і на некаторыя іншыя працэсы застаецца каля 67 000 кал/см2/год. Штогод зялёнымі раслінамі злучаецца падчас фотасінтэзу - у выглядзе цукроў - 200 млрд. т вугляроду з атмасфернай С02, а гэта прыблізна ў 100 раз перавышае масу ўсяго таго, што за год вырабляе чалавек. Аднак, хоць фотасінтэз - самы распаўсюджаны хімічны працэс на Зямлі, зялёныя расліны выкарыстоўваюць сонечную энергію, наогул кажучы, малаэфектыўна. У сярэднім па ўсёй зямной паверхні на фотасінтэз штогод затрачваецца ўсяго толькі каля 33 кал/см2, т. е. каля 1/2000 усёй наяўнай энергіі. Праўда, гэтыя лічбы не вельмі сапраўды адлюстроўваюць эфектыўнасць фотасінтэзу, паколькі істотная частка сонечнай радыяцыі дасягае паверхні Землі ў тых месцах, дзе расліннасць адсутнічае. Калі ўключыць у разлік толькі тая колькасць сонечнай радыяцыі, якое сапраўды паглынаецца зялёнымі раслінамі, то агульная эфектыўнасць фотасінтэзу (стаўленне назапашанай прамяністай энергіі да паглынутай) апынецца больш высокай - парадку некалькіх адсоткаў,