Күн радиациясы - бұл экологиялық таза энергияның сарқылмас
жаңғыртылатын көзі.
Күн сәулесі ағынының қуаты 4-Ю23 кВт құрайды. Күннің
химиялық құрамы: 81,76% сутегі, 18,14% гелий жэне 0.1% азог. Күн
затының орташа тығыздығы 1400 кг/м3 тең, ал ортасында ол 76 000
кг/м3жетеді. Оның массасы (2,1030кг) Жер массасынан 333 мың есеге
артьщ, көлемі Жер көлемінен 1,3 млн. есеге көп [4, 8,25].
3.2-сурет. Күннің сыртқы көрінісі
Күннің ішінде үздіксіз термоядролық реакция жүріп жатады жэне
эр секунд сайын 4 млрд. кг материя космостық кеңістікке эртүрлі
жиіліктегі электромагнитті толқын түріндегі энергиясын таратады.
Элементтердің барлық атомдары дерлік иондалған, плазма
күйінде болады.
Плазма
- газ, иондалған атом мен молекулалардан 10% кем емес.
Яғни, плазма иондардың, электрондар мен бейтарап атомдардың
немесе молекулалардың қоспасы болып табылады. Газдың мұндай
күйі, яғни плазмалық күйі Цельсий бойынша ондаған мың немесе
одан да жоғары температурада пайда болады.
Термоядролық реащиялар,
Күн қойнауының жоғары темпе-
ратурасында өтетін ядролық реакцияларды солай атаймыз, олар
қарқындылығы жоғары гравитациялық күштермен ұсталатын,
сутекті-гелилі плазма ортасында өтеді.
35
Жер жағдайында плазмадағы термоядролық реакцияларды алу
үшін ғалымдар күші жеткілікгі болатын мағнитгі өрістің көмегімен
шағын көлемде ұстауға бар күштерін жұмсауда.
Орталык аймағында сутекгің тығыздығы 100 г/см \ ал температу-
расы
Т=\3-10*К
болатын Күн жағдайында ядролық синтез есебінен,
накгы айтқанда, төрт протонның Н гелийге 4Не2, екі позитрон мен
екі нейтриноға түрлену есебінен энергия бөлінуі.
Энергияның 90% (0-0,23)К аймағында бөлінеді, мұнда 1 1 Күн
радиусы онда Күн массасының 40% шоғырланған. Орталықтан 0,7К
қашыктықга температура - 130000К дейін, ал тығыздығы - 70 кг/
М3 дейін
төмендейді, мұнда конвективті үдерістер маңызды болып
табылады, сондықган (0,7-1)Я аймағы
конвективті аймақ
ретінде
белгілі. Осы аймакгың шегінде температура 5000 К дейін төмендейді,
ал тығы здығы - 10'5 кг/м3. Конвективті аймақгың жоғары қабаты
фо-
тосфера
д е п
аталады [19,24, 25].
|і
Күннің сұлбалық құрьшымы 3.3-суретте көрсетілген.
Фотосфераның
шекаралары
тығыздығының
төмендігіне
^Ю*4 теңіз деңгейіндегі ауаның тығыздығы) қарамастан нақты
айқындалған. Ол айтарлықтай мөлдір емес, өйткені оны құрайтын
газдар қатты иондалған және үздіксіз спектрде сәулеленуді жұіуға
және шығаруға қабілетті.
Щ
Фотосфера көбінесе күн сәулесін шығару көзі болып табылады.
Фотосферадан тысқары Күн атмосферасы мөлдір деуге болады
және оны толық күн тұтылу кезінде немесе күн дискін көлегейлей-
тін арнайы құралдар арқылы бақылауға болады. Фотосфераның
үстіңгі жағында
қайтымды қабат
аталатын, қалыңдығы бірнеше
жүздеген километрге созылған барынша салқын газ қабаты бар.
Одан жоғарырақ ~ 10000 км. қалыңдықтағы
хромосфера
аталатын
қабат орналасқан. Бұл газ тәрізді қабат, температурасы фотосфераға
қарағанда элденеше есе жоғары және тығыздығы біршама төмен.
Орталықтан әріректе тығыздығы өте төмен және (10б К) температу-
расы жоғары
тэж
орналасқан.
Күннің ішінде секундына 4 млрд/кг материяны энергияға айнал-
дырып отыратын, және сутегін гелийге айналдыратын термоядролық
в І
*
*
тектесулер жүреді. Ондағы атомдық элменттердің көпішлігі
иондалған күйде, ал күннің заттектері плазма күйінде болады.
Плазма - ол молекулалары мен атомдары 10% кем емес шамадағы
иондалған газ. Демек, плазма - иондардың, электрондардың, бейта-
36
рап атомдардың қоспасы болып табылады. Газдың, яғни плазманың
бұл күйі он мыңнан аса Цельсий градуста болуы керек.
Термоядролық
тектесу
-
Күн
қайнарындағы
жүретін
ыстықтығы жоғарғы ядролық реакңия ол күннің сутеғі мен ге-
лий плазмасының ортасында жүреді, ол гравитаңиялық күшпен
үлкен қарқындылықты үстап тұрады. Жерде ғалымдар плазма-
да термоядролық тектесуді алу мақсатында үлкен жұмыстар
атқаруда, ол үшін плазманың маңызын үлкен магниттік өрісте
жеткілікті үлкен күшпен ұстап тұру қажет.
Күннің орталық аймағында сутегінің тығыздығы 100 г/м3, ал
ыстықтығы Т=13 106 К одан бөлінетін энергия ядролық синтездің
әсерінен жүреді: төрт протон сутегінің, гелий ядросында түрленуінен
4 Не - екі позитрон, екі нейтринодан тұрады.
I Іпот\ін‘пиііі'к
лромосфера
!
Фртосфера
І
• ;
кониектииті
ш ім ик
гіиНіацин.іық
аимак
3.3-сурет. Күннің ішкі құрылысының сұлбасы
Күннің 40% маңызы топталған жерінде (0-0,023)К. аралығында
(К. - күн радиусы) энергияның 90% шыгатыны есептелген.
Орталығынан 0.7К қашықтықта ыстықтығы 130 000 К дейін түседі,
бұл жерде маңызды жылу алмасу құбылыс қалыптасады, сондықтан
37
бұл орта (0,7- 1)К, ағындық орта ретінде белгілі (конвективті аймақ).
Бұл ортаның шегінде ыстық 5000 К дейін түседі, ал тыгыздығы 105
кг/м3-ке тең. Ағындық ортаның жоғары қабаты фотосфера деп атала-
ды. Тығыздығының төмендігіне қарамастан фотосфераның шекара-
сы айқын байқалады. Бұл орта түссіз, себебі оның қүрамындағы газ-
дар қатты иондалған жэне үздіксіздік спектр сәулелерді шығаруға,
жұгуға қабілетгі [9, 11,24,25].
'
Фотосфера аймағы күн сәулесінің қайнар көзі болып табылады.
Фотосфераның шегі атмосфераға қарағанда түссіз сияқты, оны күн
тұтылу кезінде тексеруге немесе күннің көзі бұлтқа жасырынғанда
арнаулы құралмен байқауға болады. Фотосфераның үстінде
қалындығы бірнеше жүз километр болатын аймақты айналымдық
қабат деп аталатын суық газдардан тұратын қабат аймағы алып
жатыр. Одан жоғары қалыңдағы — 10000 км болатың аймақта хро-
мосфера деп аталатын қабаты орналасқан. Бұл ыстықгығы жоғары
газ тэрізді қабат, фотосферамен салыстырғанда тығыздығы төмен.
Оның жоғарғы бетінде тығыздығы жоғары, ыстықтығы 106 К бола-
тын тэжі қабаты алып тұрады.
3.2 Күн сәулесінің таралуы мен оның сипаттамасы.
Күн радиациясының энергетикалық потенциалы
Жер күннен тек қана жарты миллиондық жылуды ғана алады,
осы жылудың 34% атмосфера қабатынан жэне бұлттардан кері
шағылады.
^
Соған қарамастан жердің үстіңгі қабатына, күннен жылы-
на 66.8 1016 кВт/сағ. энергия келіп түседі. Жерге күннен тараған
энергияның аз ғана мөлшері түседі, оның 95%-ы қысқа толқынды
сәуле, өріс ұзындығы 0.3-2.4мкм.
Күн сәулесінің энергетикалық элеуетінің шамасы жердің атмос-
фера қабатының жоғары шекарасында 1.78- 1017Вт, ал жердің үстіңгі
қабатында түсетін шамасы 1.2- 1017Вт-қа тең.
Күн энергиясының жерге түсетін жылдық мөлшері 1.05Т018кВт/
сағ, ал оның 1/5 бөлігі жердің құрғақ бөлігіне түседі (ескерту - ІкВт/
сағ=3600 кДж, ал 1000кДж=278 Вт/сағ). Бұған тағы да жылдық
мөлшері 1,58-1016 кВт/сағ., қуаты 1,8-1012 кВт-ты жел энергиясын
қосуға болады [19,27,38].
Экологияны бұзбай жерге түсетін күн энергиясының 1,5%
38
Достарыңызбен бөлісу: |
