ครับ เหตุผลง่ายๆที่ออกซิเจนบนดวงอาทิตย์ไม่หมด ก็เนื่องจากดวงอาทิตย์ไม่ใช้ออกซิเจนในการเผาใหม้ครับ หรือการเผาใหม้ของดวงอาทิตย์นั้นไม่ใช่การเผาใหม้ทางเคมี แต่เป็นปฏิกริยานิวเคลียร์ฟิวชั่น(nuclear fusion) ที่เราเรารู้กันอยู่ ไม่ต้องคิดว่าดวงอาทิตย์เป็นแคมป์ไฟขนาดยักษ์ แต่เป็นระเบิดไฮโดรเจนขนาดยักษ์ครับ

ในขบวนการเผาใหม้คาร์บอนมาตรฐาน อะตอมคาร์บอนในเชื้อเพลิงนั้นเคลื่อนเข้าใกล้อะตอมของออกซิเจนในอากาศ และสร้างพันธะเข้าด้วยกัน และเกิดเป็นคาร์บอนไดออกไซด์ หรือ CO2 รวมถึงเป็นคาร์บอนมอนนอกไซด์ หรือ CO ขึ้น ในขณะเดียวกัน อะตอมไฮโดรเจนในเชื้อเพลิงสร้างพันธะกับอะตอมออกซิเจน และเกิดเป็นโมเลกุลของน้ำขึ้น หรือ H2O นั่นเอง และมักมีปฏิกริยาเคมีอื่นๆ เปิดขึ้นในไฟที่ประกอบด้วยคาร์บอนเป็นหลัก แต่การเผาใหม้คาร์บอนและอะตอมไฮโดรเจนนั้นคือสิ่งหลักครับ การเผาใหม้นี้ปล่อยพลังงานที่เราได้รับในรูปของความร้อนและแสงสว่างที่ได้จากเปลวไฟ ไฟเกือบทั้งหมดที่เราเห็นในชีวิตประจำวันนั้นเป็นการเผาใหม้คาร์บอน เช่น แคมป์ไฟ ตู้อบ เทียนไข ไฟป่า การเผาใหม้เชื้อเพลิงในเครื่องยนต์ และอื่นๆ สิ่งหลักที่เรารู้กันคือการเผาใหม้คาร์บอนนั้นต้องใช้ออกซิเจน เมื่อไม่มีออกซิเจนเหลือกอยู่ การเผาใหม้คาร์บอนก็จะสิ้นสุดลงครับ

สำหรับปฏิกริยานิวเคลียร์ นิวคลีไอของอะตอมจะรวมเข้าด้วยกัน และเกิดเป็นนิวคลีไอใหม่ ที่มีขนาดใหญ่ขึ้น เนื่องจากนิวเคลียสของอะตอมนั้นเป็นตัวบอกว่าอะตอมนี้คืออะตอมใด และประพฤติตัวอย่างไร การเปลี่ยนแปลงนิวเคลียสนี้ทำให้อะตอมกลายเป็นธาตุใหม่ ตัวอย่างเช่น อะตอมไฮโดรเจน 2 อะตอมรวมเข้าด้วยกัน เกิดเป็นอะตอมฮีเลียม ปฏิกริยานิวเคลียร์ฟิวชั่นไม่ต้องใช้ออกซิเจน หรือไม่ต้องใช้สารอื่นเลย ต้องการเพียงแรงดันหรือความร้อนเพียงพอ เพื่อบีบนิวคลีไอของอะตอมเหล่านี้เข้าใกล้กันพอ และเอาชนะแรงผลักไฟฟ้าสถิตย์ เพื่ออยู่ด้วยกันในนิวเคลียสเดียวกันครับ สำหรับระเบิดนิวเคลียร์ฟิวชั่น แรงดันและอุณหภูมิมหาศาลนั้นได้จากระเบิดอื่น ที่เตาปฏิกรนิวเคลียร์โทคามัค(tokamak nuclear fusion reactor)

ได้แรงดันและอุณหภูมิที่สูงมากจากสนามแม่เหล็ก โดยป้อนคลื่นแม่เหล็กเข้าไป และโดยการยิงอนุภาคพลังงานสูง สำหรับดวงดาว แรงดันและอุณหภูมิมหาศาลนี้ได้จากแรงโน้มถ่วง ดวงดาวนั้นมีมวลมาก และแรงโน้มถ่วงที่สร้างโดยมวลนี้ทำให้ดึงดวงดาวเข้าหานั้นใกล้พอเพื่อทำให้เกิดปฏิกริยานิวเคลียร์ฟิวชั่น ซึ่งปล่อยพลังงานออกมามหาศาล ที่เรารับรู้ในรูปของแสงอาทิตย์ พลังงานที่ปล่อยออกมานี้ยังช่วยให้ปฏิกริยานิวเคลียร์ฟิวชั่นดำเนินต่อไป ดวงอาทิตย์ของเรามีอุณหภูมิแกนกลางสูงถึง 16 ล้านองศาเคลวิน และแรงดันแกนกลาง 25000 ล้านล้านนิวตันต่อพื้นที่ 1 ตารางเมตรครับ ดวงอาทิตย์นี้ร้อนมากเนื่องจากนิวเคลียร์ฟิวชั่นของตนเอง ที่ทำให้ดวงอาทิตย์สว่างและปล่อยแสงออกมา เช่นเดียวกับโลหะร้อนจะเป็นสีแดง

มีแรงหลักด้วยกัน 2 แรงที่ใช้ในนิวเคลียร์ฟิวชั่น คือ แรงแม่เหล็กไฟฟ้า และแรงนิวเคลียร์ แรงผลักทางแม่เหล็กไฟฟ้าระหว่างนิวคลีไอบวก นั้นเป็นแรงระยะไกลและอ่อน ขณะที่แรงดึงของแรงนิวเคลียร์นั้นแรง เป็นแรงระยะใกล้ เมื่อนิวคลีไอสองตัวอยู่ห่างกันพอ แรงผลักทางแม่เหล็กไฟฟ้าจะโดดเด่น ทำให้นิวคลีไออยู่ห่างกัน แต่เมื่อนิวคลีไอสองตัวเข้าใกล้กันมากขึ้น แรงผลักทางแม่เหล็กไฟฟ้าจะมากขึ้น และยากขึ้นในการนำนิวคลีไอนี้เข้ามาไว้ด้วยกัน และเมื่อนิวคลีไอทั้งสองใกล้กันพอ แรงดูดทางนิวเคลียร์ระยะไกล้จะโดยเด่น และนิวนีไอสองตัวจะติดกันเกิดเป็นนิวคลีไอใหม่ขึ้น ด้วยเหตุนี้เอง ต้องใช้แรงดันอย่างมาก เพื่อผลักให้นิวคลีไอทั้งสองเข้าใก้ลกันพอเพื่อจะหลอมตัวเข้าด้วยกันครับ

โดยหลักการแล้ว นิวคลีไอใดๆสองตัวสามารถหลอมเข้าด้วยกันเป็นนิวเคลียสเดี่ยว อย่างไรก็ตาม ง่ายที่สุดที่จะหลอมนิวคลีไอ(และปล่อยพลังงานเกือบทั้งหมดออกมา) ที่มีแรงผลักทางแม่เหล็กไฟฟ้าเข้าด้วยกัน เนื่องจากมีประจุไฟฟ้าเพียงเล็กน้อย นิวคลีไอที่มีประจุไฟฟ้าน้อยสุดจะเป็นธาตุที่เบาที่สุด เช่นไฮโดรเจน และฮีเลียม ในดวงดาว ฟิวชันเกือบทั้งหมดที่เกิดขึ้นคือไฮโดรเจนฟิวชั่นกับตัวเอง หรือกับธาตุเบาอื่น เนื่องจากแรงโน้มถ่วงคือสิ่งที่ให้แรงดันเพื่อจุดระเบิดนิวเคลียร์ฟิวชั่นในดวงดาว และเนื่องจากแรงโน้มถ่วงเกิดขึ้นโดยมวล สิ่งที่ต้องการทั้งหมดก็คือมวลไฮโดรเจนมากพอเพื่อให้เกิดการเผาใหม้ของดวงดาว ซึ่งมีออกซิเจนน้อยมากในดวงดาว แต่ก็ยังคงมีออกซิเจนที่สร้างโดยไฮโดรเจนฟิวชั่นซ้ำแล้วซ้ำเล่าอยู่ครับ

บทความจาก
https://www.facebook.com/ittibhoom
อาจารย์กุ๊ก: ศุกร์ที่ 10 พฤษภาคม 2562