Essay ‘De zon, een gemiddelde ster’
In het begin van de 20ste eeuw werd ontdekt dat atomen kernen hebben. Er zijn verschillende kernen, waaronder ook instabiele kernen. Het verschijnsel van instabiele kernen wordt radioactief verval genoemd. Hiermee kunnen we de oudheid van gesteenten bepalen, dan kunnen we de leeftijd van de aarde bepalen. Uit een dergelijk onderzoek is gebleken dat de aarde ongeveer 5 miljard jaar oud is. Aangezien de aarde de energie van de zon nodig heeft, kun je concluderen dat de zon minstens net zo oud als de aarde moet zijn.
Gedurende al die jaren heeft de zon al geschenen. Hiervoor is een grote hoeveelheid energie nodig, welke energiebron kan zoveel energie geven?
De onderzoeksvraag is dus: Wat is de energiebron van de zon?

Voormalige theorieën waren dat de zon haar energie kreeg door middel van inslaande meteorieten en/of door het langzaam inkrimpen van de zon. Deze theorieën zijn verworpen aangezien we nu weten dat de zon minstens 5 miljard jaar bestaat, de genoemde energiebronnen kunnen de zon nooit meer dan 5 miljard jaar met energie voorzien.

Om erachter te komen welke energiebron de zon zo lang kan laten schijnen, is het belangrijk om er eerst achter te komen waar de zon uit bestaat. Aangezien we niet op de zon kunnen landen om te onderzoeken waar ze uit bestaat, moeten we andere manieren gebruiken.
Isaac Newton ontdekte dat je door een prisma in een smalle lichtbundel te plaatsen een regenboog van kleuren krijgt, dit noemde hij een spectrum. Joseph von Fraunhofer ging hier verder naar onderzoeken. Door gebruik van steeds betere spectoscopen (hij maakte een spectroscoop met een buigingsrooster in plaats van een prisma) kon hij steeds preciezere prisma’s projecteren. Hierdoor zag hij in het prisma van de zon ook zwarte lijnen (ook wel Fraunhofer lijnen genoemd), die hij niet kon verklaren. Door gebruik van verschillende materialen en het projecteren van ook andere sterren, wist hij dat de zwarte lijnen niet aan de spectroscoop of admosfeer liggen, de zwarte lijnen kwamen door het licht dat de zon uitstraalt..
Door verder onderzoek van andere mensen, is men erachter gekomen wat de zwarte lijnen betekenen. De lijnen worden veroorzaakt doordat lichtdeeltjes (fotonen) met een bepaalde golflenkte, afkomstig uit de diepte van een ster (in dit geval de zon), door atomen aan het oppervlak van de ster worden geabsorbeerd. Dat komt omdat een foton wordt geabsorbeerd indien het een hoeveelheid energie bezit die overeenkomt met een elektronische overgang in een atoom.
Men weet bijvoorbeeld welke golflenktes (of makkelijk gezegd “kleuren”) worden geabsorbeerd door waterstof.
Het absorbtiespectrum van waterstof
Als je dit vergelijkt met het spectrum van de zon, zie je dat de zwarte lijnen (dit zijn de kleuren die worden geabsorbeerd) van waterstof, ook voorkomen in het spectrum van de zon.

Hieruit kun je concluderen dat waterstof voorkomt in de admosfeer van de zon.
Op die manier kan men uitzoeken welke stoffen er nog meer voorkomen in de admosfeer van de zon en hierdoor iets meer te weten komen over de samenstelling van de zon.

Nieuwe theorieën zijn dat de zon zijn energie verwekt door middel van kernfusie. Kernfusie is dat er twee lichte kernen samensmelten tot een zwaardere kern. Dit kan alleen als er een lichte lading is in die twee kernen, want anders is de afstotende kracht te sterk. Er is een afstotende kracht omdat de atoomkernen allebei positief geladen zijn. Kernfusie kan alleen bij zeer hoge temperaturen voorkomen, omdat er dus hoge snelheden van de kernen nodig zijn om de afstotende kracht te overwinnen. Doordat er een zodanige kracht voor nodig is komt er ook veel energie vrij bij een kernfusie. Daardoor is kernfusie heel efficiënt en is het wel mogelijk dat de zon al miljarden jaren zijn energie verkrijgt door middel van kernfusie.
Zoals al verteld is, is er ontdekt dat er lichte kernen zoals waterstof aanwezig zijn op de zon. Er is ook helium ontdekt en helium kan ontstaan zijn door een kernfusie van waterstof. Ook zijn er hoge temperaturen dus alles is aanwezig om een goede kernfusie te maken.
Maar het probleem van deze theorie is dat we niets weten over de kern van de zon. We weten alleen iets over de buitenste lagen van de zon, zoals de corona. De corona is niet meer dan 10 000 km dik, dit lijkt veel maar dat is het niet in vergelijking met de hele doorsnee van de zon. De theorie berust dus alleen op die buitenste dunne lagen van de zon waar we iets over weten.

Twee atomen, hier deuterium en tritium, fuseren. Daarbij ontstaat een heliumkern, een vrij neutron, en zeer veel energie.

Het belang van deze ontdekking voor de mensheid is van fundamenteel belang voor wetenschappelijk onderzoek. Zo kunnen we namelijk meer onderzoek doen over de zon en andere sterren en hierdoor kunnen we weer veel meer over het heelal te weten komen. Het is ook van belang voor de mensheid omdat we dit misschien in de toekomst zelf op aarde kunnen toepassen, voor nieuwe energiebronnen. Er wordt nu al onderzocht hoe kernfusie zo veilig mogelijk kan plaatsvinden. Als het lukt om kernfusie hier op aarde zelf toe te passen is dat een zeer goede ontwikkeling, omdat er bij kernfusie geen fossiele brandstoffen worden gebruikt en het dus een goede vervanging zou zijn voor die fossiele brandstoffen.

Bronnen:
http://www.sciencecenter.nl/downloads/PW/kernfusie.pdf
http://home.hetnet.nl/~laureijs1/dutch/nlessa7.html
http://www.astronomy.nl/inhoud/publiek/vraagantwoord/04_03_2002.html
http://www.sterrenkunde.nl/index/encyclopedie/spectrum.html
http://home2.scarlet.be/missi12/zonnestelsel/algemeen/licht.htm