Fusi NUKLIR di bintang-bintang

Semua bintang adalah bintang yang melepaskan sejumlah besar energi yang mereka pancarkan dalam bentuk radiasi. Emisi dari Matahari, bintang yang paling dekat dengan kita, mencapai kita dalam bentuk cahaya dan panas. Fakta ini dirasakan secara alami dan umat manusia telah menyadarinya sejak awal waktu. Namun, yang tidak lagi begitu jelas adalah jenis reaksi yang menghasilkan pelepasan energi yang sangat besar ini. Dalam pelajaran dari PROFESOR ini, kami memberi tahu Anda apa yang fusi nuklir di bintang-bintang.

Indeks

1. Apa itu fusi nuklir dan bagaimana prosesnya?
2. Bagaimana energi dihasilkan di bintang?
3. Bagaimana fusi nuklir terjadi pada bintang?

Reaksi fusi nuklir, seperti namanya, adalah reaksi nuklir di mana beberapa inti atom atom ringan gabungkan untuk membuat atom baru dengan inti yang lebih berat produk dari kombinasi proton dari beberapa inti atom yang berbeda. Massa inti yang dihasilkan dari jenis reaksi ini mungkin sedikit lebih kecil dari jumlah massa dua atom yang berpartisipasi dalam reaksi. Perbedaan massa dilepaskan sebagai energi reaksi, menurut

Yang melibatkan pelepasan sejumlah besar energi. Oleh karena itu, fusi nuklir adalah cara yang sangat efisien untuk menghasilkan energi, jauh lebih banyak daripada reaksi kimia apa pun seperti reaksi pembakaran minyak atau kayu. Reaksi fusi nuklir menghasilkan sekitar sepuluh juta kali lebih banyak energi daripada reaksi kimia apa pun.

Namun, reaksi semacam ini mereka hanya terjadi dalam kondisi yang sangat spesifik di mana energi tolakan antara muatan positif dari dua inti ringan dilampaui oleh gaya nuklir, yang selalu menarik dan jarak pendek. Kondisi ini hanya terjadi ketika inti atom bergerak dengan kecepatan tinggi, yang menyiratkan suhu yang sangat tinggi. Pada suhu tinggi atom berada dalam bentuk plasma. Keadaan plasma adalah keadaan fisik materi, di mana inti terlepas dari elektron.

Jadi, agar reaksi fusi terjadi, Kriteria Lawson, yang menetapkan kondisi suhu, densitas plasma dan waktu di mana ini dipertahankan kondisi (disebut waktu kurungan plasma), yang diperlukan untuk memicu reaksi fusi nuklir.

Definisi paling sederhana dari bintangIni adalah salah satu yang mengatakan bahwa itu adalah bintang yang memancarkan cahayanya sendiri. Lebih dalam, kita dapat mengatakan bahwa itu sangat besar bola gas dalam revolusi, di mana gas ditarik ke pusat bola oleh gaya gravitasi, mencapai tekanan dan suhu tinggi yang memicu reaksi nuklir yang melepaskan sejumlah besar energi ke luar dalam bentuk radiasi elektromagnetik, cahaya dan panas.

Mengingat bintang adalah reaktor nuklir yang hebat, komposisinya tidak konstan dan berkembang dari waktu ke waktu sejak kelahirannya, ketika bintang dinyalakan atau "dinyalakan"; sampai bintang menggunakan semua bahan bakarnya dan "mati".

Sepanjang berbagai tahap kehidupan bintang, komposisi dan kondisi di mana plasmanya ditemukan berubah, dan dengan mereka reaksi fusi nuklir yang kita temukan pada intinya.

Dalam pelajaran ini kita akan melihat secara rinci reaksi fusi nuklir yang paling umum di bintang deret utama, seperti kita Matahari.

Gambar: Prezi

Di bintang-bintang itu Kriteria Lawson untuk terjadinya reaksi fusi nuklir. Dalam hal ini, kurungan plasma diberikan oleh gaya gravitasi yang sangat besar. Reaksi fusi yang berbeda memerlukan kondisi suhu dan kepadatan yang berbeda agar dapat berlangsung secara optimal.

Bergantung pada massa dan usia bintang, reaksi fusi yang terjadi di intinya dapat berupa: tiga jenis yang berbeda: fusi proton-proton, fusi helium atau siklus karbon. Sebagai ringkasan, kita akan melihat reaksi proton-proton, yang paling sering terjadi.

Fusi proton-proton: transformasi Hidrogen menjadi Helium.

Sebuah bintang deret utama, terdiri dari 70% Hidrogen, 28% Helium dan 1,5% karbon, ozon, oksigen dan neon dan 0,5% besi dan elemen lainnya. Oleh karena itu Anda bahan bakar utama adalah hidrogen, yang merupakan atom paling sederhana dan yang intinya dibentuk oleh satu proton (partikel subatomik dengan massa dan muatan positif).

Siklus reaksi fusi proton-proton diringkas dalam lima langkah:

1.- Fusi dua proton

Di dalam bintang, dua atom hidrogen, yaitu dua proton, melebur membentuk inti tunggal.

2.- Pembentukan Deuterium

Dalam inti ini dibentuk oleh dua proton, salah satunya berubah menjadi neutron (partikel subatomik dengan massa, tetapi tanpa muatan), menghasilkan nukleus deuterium, isotop hidrogen berat yang memiliki nukleus yang terdiri dari proton dan neutron. Langkah siklus ini membutuhkan energi dan di dalamnya sebuah positron atau antielektron dilepaskan (sebuah partikel dengan karakteristik elektron yang sama tetapi dengan muatan positif) dan elektron neutrino atau lepton (partikel subatom yang memiliki massa satu juta kali lebih kecil dari massa elektron).

3.- Pembentukan inti Helium-3

Deuterium, diproduksi dalam reaksi kedua dari siklus, berpartisipasi dalam reaksi fusi nuklir baru, menggabungkan proton. Fusi inti deuterium dengan proton lain (inti hidrogen) menghasilkan inti Helium-3 (terdiri dari dua proton dan satu neutron).

4- Fusi dua inti helium

Dalam reaksi keempat ini, dua inti helium melebur bersama, menghasilkan satu inti tunggal yang terdiri dari dua neutron dan empat proton.

5.- Pelepasan dua proton

Dalam reaksi terakhir dari siklus, nukleus yang terbentuk pada reaksi sebelumnya membentuk nukleus Helium, juga disebut partikel alfa, yang terdiri dari dua neutron dan dua proton, melalui pelepasan energi dua proton.

Siklus lengkap fusi proton-proton melibatkan pembangkitan energi sebesar 25 MeV (mega-elektron volt).

Gambar: Planet

Jika Anda ingin membaca lebih banyak artikel serupa dengan Fusi nuklir di bintang-bintang: ringkasan, kami sarankan Anda memasukkan kategori kami Astronomi.

• Kolaborasi Borexino * (2014). Neutrino dari proses fusi proton – proton primer di Matahari. Stuttgart: Macmillan Publishers Limited.
• Davide Castelvecchi.(2020). Neutrino mengungkapkan rahasia terakhir fusi nuklir di Matahari. Penelitian dan ilmu pengetahuan. Barcelona: Scientific Press S.L.