Ymasiad niwclear

Mae'r gylchred CNO yn drechaf mewn sêr trymach na'r Haul.

Mewn ffiseg niwclear a chemeg niwclear, ymasiad niwclear (Saesneg: nuclear fusion) ydy'r uniad hwnnw rhwng dau niwclews mas ysgafn, wedi'u gwasgu at ei gilydd gan egni aruthrol. Mae'r weithred o ymasiad yn gwbwl groes i'r weithred sy'n digwydd heddiw ymh mhob atomfa, sef ymholltiad niwclear ble mae'r niwclei'n cael eu chwalu'n gyrbibion. Felly, dim ond o dan amgylchiadadau eithriadol y gall ymasiad ddigwydd e.e. mae'n rhaid wrth dymheredd uchel iawn. Cyn gynted ag y mae'r ddau niwclei'n ddigon agos at ei gilydd cânt eu gwthio at ei gilydd oherwydd fod yr egni sy'n eu gwthio yn gryfach na'r egni electromagnetig sy'n eu gwahanu. Pan maen nhw'n asio at ei gilydd, mae llawer iawn o egni'n cael ei ryddhau.

Dyma'n union yr hyn sy'n digwydd mewn sêr megis ein Haul: pedwar proton yn asio mewn niwclews o heliwm, dau bositron a dau niwtrino. Mae'r asio (neu'r ymasio) hwn yn afreolus, hynny yw ni ellir ei reoli a gelwir y weithred hon yn rhediad thermoniwclear (Saesneg: thermonuclear runaway).

Cynhyrchu pŵer o ymasiad

Ers y 1930au damcaniaethwyd y byddai'n bosib creu pŵer drwy ddefnyddio'r gwres o adweithiau ymasiad niwclear i gynhyrchu trydan. Cychwynnodd ymchwil i'r maes yma yn y 1940au mewn sawl lleoliad ar draws y byd. Pan ddyfeiswyd y laser yn y 1960au cynigiwyd hwn fel modd o greu tymheredd uchel iawn mewn gofod bychan - byddai hyn yn medru tanio ymasiad drwy ddull 'cyfyngiad'. Cymerodd hi ddegawdau i wyddonwyr arbrofi gyda gwahanol ddulliau ac i brofi ei fod yn bosib cynhyrchu mwy o egni fel allbwn na sydd yn cael ei roi i fewn i greu'r ymasiad niwclear.

Yn Rhagfyr 2022, cyhoeddodd gwyddonwyr o'r Lawrence Livermore National Laboratory yng Nghaliffornia ddatblygiad pwysig ar y daith i ddefnyddio pŵer ymasiad. Dangoswyd ei bod yn bosib cynhyrchu mwy o egni drwy ymasiad niwclear na roddwyd fewn i'r arbrawf. Defnyddiwyd laser pwerus gyda 192 pelydr i gynhesu a chywasgu tamaid bychan o nwy hydrogen mewn capsiwl tua 5mm ar draws.

Mae'r capsiwl yn cael ei gynhesu i 100 miliwn Celsius a pwysedd 100 biliwn gwaith pwysedd yr atmosffer. Drwy hyn mae'r hydrogen yn mewnffrwydro a dechrau adwaith ymasiad niwclear. Rhoddwyd 2.05 megajoule (MJ) o egni i fewn i'r laser a cynhyrchwyd 3.15MJ mewn allbwn o'r adwaith. Er hyn, mi fydd hi'n ddegawdau eto cyn y gallwn weithredu pŵerdy ymarferol i gynhyrchu egni o ymasiad.