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별 속의 핵융합

별의 핵융합: 요약

모든 별들은 많은 양의 에너지를 방출하는 별 그들은 방사선의 형태로 방출합니다. 우리에게 가장 가까운 별인 태양의 방출은 빛과 열의 형태로 우리에게 도달합니다. 이 사실은 태초부터 자연적으로 인식되고 인류는 그것을 알고 있었습니다. 그러나 더 이상 명확하지 않은 것은 이 엄청난 양의 에너지를 방출하는 반응 유형입니다. PROFESSOR의 이 수업에서 우리는 당신에게 무엇을 알려줍니다 별의 핵융합.

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인덱스

  1. 핵융합이란 무엇이며 어떻게 생성됩니까?
  2. 별에서 에너지는 어떻게 생성됩니까?
  3. 별에서 핵융합은 어떻게 일어나는가?

핵융합이란 무엇이며 어떻게 생성됩니까?

핵융합 반응은 이름에서 알 수 있듯이 여러 개의 핵이 가벼운 원자 결합하여 생성 더 무거운 핵을 가진 새로운 원자 여러 다른 원자핵의 양성자 조합의 산물. 이러한 유형의 반응으로 인한 핵의 질량은 반응에 참여한 두 원자의 질량의 합보다 약간 작을 수 있습니다. 질량의 차이는 에 따라 반응 에너지의 형태로 방출됩니다. 방정식 E = mc2.

이는 많은 양의 에너지 방출을 포함합니다. 따라서 핵융합은 석유나 나무의 연소 반응과 같은 화학 반응보다 훨씬 더 효율적인 에너지 생성 방법입니다. 핵융합 반응은 대략적으로 어떤 화학 반응보다 천만 배 더 많은 에너지.

그러나 이러한 종류의 반응은 매우 특정한 조건에서만 발생 두 개의 가벼운 핵의 양전하 사이의 반발 에너지가 항상 매력적이고 근거리적인 핵력에 의해 초과됩니다. 이 조건은 원자핵이 고속으로 움직일 때만 발생하며, 이는 매우 높은 온도를 의미합니다. 고온에서 원자는 플라즈마 형태입니다. 플라즈마 상태는 핵이 전자에서 분리된 물질의 물리적 상태입니다.

따라서 핵융합 반응이 일어나기 위해서는 로손의 기준, 온도 조건, 플라즈마 밀도 및 이러한 조건이 유지되는 시간을 설정합니다. 의 반응을 유발하는 데 필요한 조건(플라즈마 감금 시간이라고 함) 핵융합.

별의 핵융합: 요약 - 핵융합이란 무엇이며 어떻게 발생합니까?

별에서 에너지는 어떻게 생성됩니까?

의 가장 간단한 정의 스스로 빛을 내는 별이라고 하는 것입니다. 더 깊이 들어가면, 우리는 그것이 거대하다고 말할 수 있습니다.

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혁명의 가스 구체, 중력에 의해 가스가 구의 중심으로 끌어당겨지는 곳에서 높은 압력과 온도에 도달합니다. 많은 양의 에너지를 전자기 복사, 빛 및 뜨거운.

주어진 별은 거대한 원자로, 그 구성은 일정하지 않으며 별이 점화되거나 "켜지는" 탄생 이후 시간이 지남에 따라 진화합니다. 별이 모든 연료를 다 써버리고 "죽을" 때까지.

별의 일생의 여러 단계에 걸쳐 별의 플라스마가 발견되는 구성과 조건은 변화하며, 그에 따라 핵융합 반응 그 핵심에서 찾을 수 있습니다.

이번 과에서 우리는 우리와 같은 주계열성에서 가장 흔한 핵융합 반응을 자세히 볼 것입니다. 태양.

별의 핵융합: 요약 - 별에서 에너지는 어떻게 생성됩니까?

이미지: 프레지

별에서 핵융합은 어떻게 일어나는가?

별에서 로손의 기준 핵융합 반응이 일어나기 위해서는 이 경우 플라즈마의 구속은 엄청난 중력에 의해 주어집니다. 서로 다른 핵융합 반응이 최적으로 일어나기 위해서는 서로 다른 온도와 밀도 조건이 필요합니다.

별의 질량과 나이에 따라 중심핵에서 일어나는 핵융합 반응은 다음과 같다. 세 가지 유형: 양성자-양성자 융합, 헬륨 융합 또는 탄소 순환. 요약하면 가장 빈번한 proton-proton 반응을 볼 수 있습니다.

양성자-양성자 융합: 수소에서 헬륨으로 변환.

주계열성은 수소 70%, 헬륨 28%, 탄소 1.5%, 오존, 산소, 네온, 철 및 기타 원소 0.5%로 구성되어 있습니다. 그러므로 당신의 주 연료는 수소, 가장 단순한 원자이며 핵이 단일 양성자(질량 및 양전하를 갖는 아원자 입자)에 의해 형성됩니다.

양성자-양성자 융합 반응 주기는 5단계로 요약됩니다.

1.- 두 양성자의 융합

별 내부에서는 두 개의 수소 원자, 즉 두 개의 양성자가 융합하여 단일 핵을 형성합니다.

2.- 중수소 형성

두 개의 양성자에 의해 형성된 이 핵에서 그 중 하나는 중성자로 변환됩니다(질량은 있지만 없는 아원자 입자). 전하), 수소의 무거운 동위원소인 중수소의 핵을 생성합니다. 중성자. 주기의 이 단계는 에너지를 필요로 하고 그 안에서 양전자 또는 반전자가 방출됩니다(전자와 동일한 특성을 갖는 입자 그러나 양전하를 띤) 전자 중성미자 또는 렙톤(질량보다 100만 배 작은 아원자 입자) 전자).

3.- 헬륨-3 핵의 형성

주기의 두 번째 반응에서 생성된 중수소는 양성자를 포함하는 새로운 핵융합 반응에 참여합니다. 중수소 핵과 다른 양성자(수소 핵)의 융합으로 헬륨-3 핵(양성자 2개와 중성자 1개로 구성됨)이 생성됩니다.

4- 두 헬륨 핵의 융합

이 네 번째 반응에서 2개의 헬륨 핵이 함께 융합되어 2개의 중성자와 4개의 양성자로 구성된 단일 핵이 생성됩니다.

5. 두 개의 양성자의 방출

사이클의 마지막 반응에서 이전 반응에서 형성된 핵은 헬륨 핵을 형성하고, 또한 두 개의 중성자와 두 개의 양성자로 구성된 알파 입자라고 불리는 두 개의 에너지 방출을 통해 양성자.

양성자-양성자 융합의 완전한 주기에는 25MeV(메가 전자 볼트)의 에너지 생성이 포함됩니다.

별의 핵융합: 요약 - 별에서 핵융합은 어떻게 일어나는가?

이미지: 행성

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서지

  • 보렉시노 콜라보레이션 * (2014). 1차 양성자의 중성미자 – 태양의 양성자 융합 과정. 슈투트가르트: Macmillan Publishers Limited.
  • 다비드 카스텔베키(2020). 중성미자는 태양에서 핵융합의 마지막 비밀을 밝힙니다. 연구 및 과학. 바르셀로나: Scientific Press S.L.
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