ЯДЕРНЫЙ синтез в звездах

Все звезды звезды, выделяющие большое количество энергии что они излучают в виде излучения. Излучение Солнца, ближайшей к нам звезды, достигает нас в виде света и тепла. Этот факт воспринимается естественно, и человечество осознавало это с незапамятных времен. Однако то, что уже не так очевидно, - это тип реакции, который приводит к высвобождению этого огромного количества энергии. В этом уроке от ПРОФЕССОРА мы расскажем вам, что ядерный синтез в звездах.

Индекс

1. Что такое ядерный синтез и как его производят?
2. Как вырабатывается энергия в звездах?
3. Как ядерный синтез происходит в звездах?

Реакции ядерного синтеза, как следует из их названия, представляют собой те ядерные реакции, в которых несколько ядер легкие атомы объединить, чтобы создать новый атом с более тяжелым ядром продукт комбинации протонов от нескольких различных атомных ядер. Масса ядра, образующегося в результате этого типа реакции, может быть немного меньше суммы масс двух атомов, участвовавших в реакции. Разница в массе высвобождается в виде энергии реакции в соответствии с

Что предполагает высвобождение большого количества энергии. Следовательно, ядерный синтез - очень эффективный способ производства энергии, намного превосходящий любую химическую реакцию, такую ​​как реакция сгорания масла или древесины. Реакция ядерного синтеза генерирует примерно в десять миллионов раз больше энергии, чем любая химическая реакция.

Однако такие реакции они возникают только при очень специфических условиях в котором энергия отталкивания между положительными зарядами двух легких ядер превосходит ядерную силу, которая всегда является притягивающей и короткодействующей. Это состояние возникает только тогда, когда атомные ядра движутся с высокой скоростью, что подразумевает очень высокие температуры. При высоких температурах атомы находятся в форме плазмы. Состояние плазмы - это физическое состояние вещества, в котором ядра отделены от электронов.

Таким образом, чтобы произошла реакция синтеза, необходимо Критерий Лоусона, который устанавливает температурный режим, плотность плазмы и время, в течение которого они поддерживаются. условия (называемые временем удержания плазмы), которые необходимы для запуска реакции термоядерная реакция.

Простейшее определение звездаЭто та, которая говорит, что это звезда, излучающая собственный свет. Углубляясь, можно сказать, что это огромное газовая сфера в революции, где газ притягивается к центру сферы силами гравитации, достигая высоких давлений и температур, которые запускают ядерные реакции, которые высвобождают большое количество энергии наружу в виде электромагнитного излучения, света и горячий.

Учитывая звезда - великий ядерный реактор, ее состав непостоянен и изменяется с течением времени с момента ее рождения, когда звезда зажигается или «включается»; пока звезда не израсходует все свое топливо и не «умрет».

На разных этапах жизни звезды состав и условия, в которых находится ее плазма, меняются, а вместе с ними и меняется ее состав. реакции ядерного синтеза что мы находим в его основе.

В этом уроке мы подробно рассмотрим наиболее распространенную реакцию ядерного синтеза в звездах главной последовательности, таких как наша солнце.

Изображение: Prezi

В звездах Критерий Лоусона чтобы имели место реакции ядерного синтеза. В этом случае удержание плазмы обеспечивается огромной гравитационной силой. Для оптимального протекания различных реакций синтеза требуются разные условия температуры и плотности.

В зависимости от массы и возраста звезды термоядерные реакции, происходящие в ее ядре, могут быть следующими: три разных типа: протон-протонный синтез, синтез гелия или углеродный цикл. Подводя итог, мы увидим протон-протонную реакцию, которая является наиболее частой.

Протон-протонный синтез: превращение водорода в гелий.

Звезда главной последовательности состоит из 70% водорода, 28% гелия и 1,5% углерода, озона, кислорода и неона, а также 0,5% железа и других элементов. Поэтому ваш основное топливо - водород, который является простейшим атомом, ядро ​​которого образовано одним протоном (субатомная частица с массой и положительным зарядом).

Цикл реакции протон-протонного слияния состоит из пяти этапов:

1.- Слияние двух протонов

Внутри звезды два атома водорода, то есть два протона, сливаются в единое ядро.

2.- Образование дейтерия

В этом ядре, образованном двумя протонами, один из них превращается в нейтрон (субатомная частица с массой, но без заряда), давая начало ядру дейтерия, тяжелого изотопа водорода, у которого есть ядро, состоящее из протона и нейтрон. Этот этап цикла требует энергии, и на нем высвобождается позитрон или антиэлектрон (частица с теми же характеристиками, что и электрон но с положительным зарядом) и электронное нейтрино или лептон (субатомная частица, масса которой в миллион раз меньше массы электрон).

3.- Образование ядер гелия-3

Дейтерий, образующийся во второй реакции цикла, участвует в новой реакции ядерного синтеза, включая протон. В результате слияния ядра дейтерия с другим протоном (ядром водорода) образуется ядро ​​гелия-3 (состоящее из двух протонов и одного нейтрона).

4- Слияние двух ядер гелия

В этой четвертой реакции два ядра гелия сливаются вместе, образуя одно ядро, состоящее из двух нейтронов и четырех протонов.

5.- Выпуск двух протонов

В последней реакции цикла ядро, образованное в предыдущей реакции, образует ядро ​​гелия, также называется альфа-частица, которая состоит из двух нейтронов и двух протонов, в результате высвобождения энергии двух протоны.

Полный цикл протон-протонного синтеза включает в себя выработку энергии 25 МэВ (мегаэлектронвольт).

Изображение: Планеты

Если вы хотите прочитать больше статей, похожих на Ядерный синтез в звездах: резюме, рекомендуем вам войти в нашу категорию Астрономия.

• Borexino Collaboration * (2014). Нейтрино от процесса первичного протон-протонного слияния на Солнце. Штутгарт: Macmillan Publishers Limited.
• Давиде Кастельвекки. (2020). Нейтрино раскрывают последний секрет ядерного синтеза на Солнце. Исследования и наука. Барселона: Scientific Press S.L.