Sevanje, ki ga prejmemo od Sonca, povzroči energija, ki se sprosti med jedrskimi reakcijami v zvezdi. Glavno Sončevo jedrsko gorivo so vodikova jedra (protona), ki se zlivajo skupaj, da nastanejo helijeva jedra (dva protona in dva nevtrona). V tej dejavnosti bodo študenti izdelali diagram, ki prikazuje, kako se vodikova jedra združijo, da nastanejo helijska jedra in energija.
V prvi fazi postopka se dva protona zlivata skupaj, da tvorita par protonov in nevtronov, znan kot vodik-2 ali devterij. Tako se sprosti nevtrino in pozitrona. Drugi proton se zlije v jedro devterija, kar ustvari dvojni protonski nevtronski triplet, znan kot Helium-3, ki sprošča tudi pozitron. Ko se eno jedro Helium-3 zlije z drugim jedrom Helium-3, nastane helijino (He-4) jedro, ki sprosti dva protona. Na vsaki stopnji te reakcije se sprošča energija.
Vsi elementi do železa (Fe) nastajajo med fuzijskimi reakcijami v zvezdah. Elementi, težji od železa, nastajajo pri eksplozijah supernove v reakciji, imenovani reakciji zajemanja nevtronov.
Če želite izzvati bolj napredne študente, naj si omislijo, zakaj se na vsaki stopnji sproščajo nevtrini in pozitroni. Študentom, ki potrebujejo podporo, razrežite izpolnjeno vzorčno tablico in jih položite v pravem vrstnem redu. Druga ideja je, da vaši študenti naredijo različne opisne vizualizacije različnih fuzijskih reakcij, kot je fuzija helijevih jeder, da bi ustvarila ogljikova jedra.
(Ta navodila so popolnoma prilagodljiva. Ko kliknete »Kopiraj dejavnost«, posodobite navodila na zavihku Urejanje naloge.)
Ustvari knjigo zgodb, da pokažeš, kako se jedra vodika združujejo skupaj, da nastanejo helijeva jedra in energija. To je zelo pomembna jedrska reakcija, ki se dogaja znotraj zvezd, kot je Sonce.
Vključite učence z simulacijo vodikove fuzije z uporabo preprostih materialov za razred. Praktične izkušnje pomagajo učencem vizualizirati, kako se protoni združujejo v helij in sproščajo energijo.
Zbirajte predmete, kot so barvne žogice, papirnate krogle ali gradbene kocke, ki predstavljajo protons, nevtrone in elektrone. Vizualni pripomočki naredijo jedrske procese bolj otipljive za učence.
Organizirajte učence v majhne skupine, jim dodelite kartice z delci (proton, nevtron, pozitron, neutrino ali foton). Vloga oživlja korake fuzije in spodbuja sodelovanje.
Vodite učence, naj fizično združujejo in preurejajo svoje predmete, da posnemajo reakcije fuzije — združevanje protons, ustvarjanje deuterija, tvorbo helija-3 in proizvodnjo helija-4. Zaustavite po vsakem koraku, da opredelite, kaj je sproščeno (energija, pozitroni, nevtrini).
Olajšajte razpravo o tem, kaj so učenci opazili, s poudarkom na tem, kako energija in novi elementi nastajajo v zvezdah. Povezovanje simulacije z resnično astrofiziko poglobi razumevanje in pomnjenje.
Vodkova fuzija je proces, kjer vodikovi jedri (protoni) združujejo v helijeva jedra znotraj zvezd, kot je Sonce. Ta reakcija sprošča velike količine energije, ki poganjajo zvezde in zagotavljajo svetlobo in toploto, nujno za življenje na Zemlji.
Učenci lahko ustvarijo risbo zgodbe prikazujejočo vsako stopnjo združevanja vodikovih jeder v helijeva. Uporabite oblike za delce, puščice za reakcije ter vključite ključ za razlago simbolov. Poudarite sproščanje energije, nevtrino in pozitronov v vsakem koraku.
Glavni koraki so: 1) Dva protona se združita, da tvorita deuterij, sproščata nevtrino in pozitron; 2) Deuterij se združi z drugim protonom, da tvori helij-3, sproščajoč pozitron; 3) Dva helij-3 jedra se združita v helij-4, sproščata dva protona. Energija se sprošča na vsakem koraku.
Neutrini in pozitrons so stranski produkti jedrske fuzije. Njihovo sproščanje pomaga ohranjati energijo, naboj in druge količine v reakcijah, ter daje dokaze, da se fuzija dogaja znotraj zvezd.
Fuzija v zvezdah ustvarja elemente do železa (Fe) z združevanjem lažjih jeder. Nasprotno pa reakcije zajema nevtronov v supernovah tvorijo težje elemente od železa z uporabo neutronskega viharja, ko masivne zvezde eksplodirajo.