質子﹣質子鏈反應[質子﹣質子鏈反應]

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質子﹣質子鏈反應是恆星內部將氫融合成氦的幾種核聚變反應中的一種,另一種主要的反應是碳氮氧循環。質子﹣質子鏈反應在太陽或更小的恆星上占有主導的地位。

簡介

質子﹣質子鏈反應是恆星內部將氫融合成氦的幾種核聚變反應中的一種,另一種主要的反應是碳氮氧循環。 質子﹣質子鏈反應在太陽或更小的恆星上占有主導的地位。

克服兩個氫原子核之間的靜電斥力需要很大的能量,並且即使在太陽高溫的核心中,平均也還需要10 年才能完成。由於反應是如此的緩慢,因此太陽迄今仍能閃耀著,如果反應稍為快速些,太陽早就已經耗盡燃料了。

通常,質子﹣質子熔合反應只有在溫度(即動能)高到足以克服它們相互之間的庫侖斥力時才能進行。質子﹣質子反應是太陽和其它恆星燃燒產生能量來源的理論,是在1920年代由亞瑟·史坦利·艾丁頓主張和提出基本原則的。當時,太陽的溫度被認為太低,以至於不足以克服庫侖障壁。直到量子力學發展之後,發現質子可以經由波函式的隧道,穿過排斥障礙而在比傳統預測為低的溫度下進行聚變反應。

pep反應

氘也能經由罕見的pep(質子﹣電子﹣質子)反應(電子捕獲)產生:

H + e+H →H + ν

在太陽,pep反應和pp反應的比率是1:400,但是pep反應產生的中微子擁有更高的能量:在pp反應的第一步產生的中微子能量是0.42MeV,而pep反應產生的中微子譜線能量集中在1.44MeV。

pep和pp反應可以被看成是相同的基本相互作用,以兩種不同的費曼圖表示。此處電子穿越到反應的右邊成為一個反電子,這在2006年NDM的網站圖中表示的是恆星內的質子﹣質子和電子捕獲鏈反應。

3氦過程

3氦過程是3個氦原子核(α粒子)轉換成碳原子核的過程。

這種核聚變反應可以在超過一億K的高溫和氦含量豐富的恆星內部迅速的發生。同樣的,它發生在較老年,經由質子-質子鏈反應和碳氮氧循環產生的氦,累積在核心的恆星。在核心的氫已經燃燒完後,核心將塌縮,直到溫度達到氦燃燒的燃點。

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