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  • 1 # 星辰大海路上的種花家

    恆星內部的核聚變如何產生?

    聚變是恆星發光發熱的唯一原因,恆星在一生中用其畢生聚集的氫元素轉換成氦元素,又從氦元素轉換成碳元素,再從碳元素轉成氧元素.....並釋放出巨大的能量;當然並非所有的恆星能出現如此的過程,不同的恆星內部的聚變產生的元素是不一樣的。

    恆星內部的氫元素在極高的溫度和壓力下,氫原子核具有極大的熱運動速度,在彼此碰撞而發生聚變反應,4個氫原子核合成一個氦原子核並丟失大約0.7%的質量,巨大的能量就是由這丟失的質量產生,計算方式:

    能量E=質量m×光速c的平方,這個光速的平方是一個巨大的數字,因此核聚變會釋放出巨大的能量,如果人類能實現可控核聚變的話,那未來的能源消耗就不需要擔心了。

    太陽核心的溫度高達1500萬度,壓力高達3000億個大氣壓。

    恆星核心聚變元素的產生以及聚變順序,從從氫、氦、碳、氧、氖、鎂、矽、硫、鈣、鐵。到鐵之後的聚變需要吸收能量,因此會在後續的超新星中爆發聚變合成。

  • 2 # 大家點到為止

    一般的核聚變,就是讓氫原子核互相間足夠接近,相互間的強相互作用力(相吸,以下簡稱強力)大於了電磁力(斥力,因為核都帶正電荷),於是相互吸引融為一體(變成氦核),並放出能量,有時候還有中子。

    只有非常近的時候強力才能明顯體現,在絕大多數的距離上,核之間只體現電磁斥力,而且隨著距離接近,斥力呈幾何級數增大。這就是為什麼核聚變非常難發生。

    相斥的東西如何接近?一,外力壓,二,有相向的足夠大的初始速度。

    恆星內部一般主要靠第一點。由於恆星質量非常大,有很強的向心引力(話說回來,這是宏觀上產生的引力導致微觀上恆星中心的氫原子核間距離很近,原子核與原子核之間引力可以忽略不計)。於是在恆星中心附近,核之間的距離足夠小,產生核聚變。同時也產生高溫,比如太陽中心溫度1500萬度,並加熱了整個太陽。其實除了核心在核聚變,雖然太陽看著在”燃燒”,絕大部分只是因為很熱在發光而已,並沒有太多物理或化學變化。所以太陽不會一下燒完。

    在地球上,無法實現那麼大壓強,所以採用第二個思路,把聚變反應材料加熱到很熱(五千萬到一億攝氏度),微觀上就是原子核的速度很快,相互間有可能達到聚變距離而產生聚變。

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