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水素原子がヘリウムに融合するのはエネルギーをどのようにしますか?

これは、水素融合がエネルギーをどのように生成するかの内訳です。

基本

* 融合: 2つ以上の原子核が組み合わされて、1つまたは複数の異なる原子核と亜原子粒子(中性子または陽子)を形成するプロセス。

* 水素: 最も単純な要素、1つのプロトンと1つの電子があります。

* ヘリウム: 2番目のプロトンと2つの中性子を備えた2番目の単純な要素。

プロセス

1。極端な条件: 融合には、星の中核に見られるように、信じられないほど高温(摂氏数百万度)と圧力が必要です。

2。反発の克服: 水素核(陽子)には正の電荷があり、自然に互いに反発します。 極端な熱により、この反発を克服し、融合するのに十分に近づくのに十分なエネルギーが与えられます。

3。融合反応: 星の最も一般的な融合反応は次のとおりです。

* プロトンプロトンチェーン:

* 2つの陽子が衝突し、重水素核(1つの陽子と1つの中性子)を形成し、ポジトロン(正の帯電した電子)とニュートリノを放出します。

*重水素核は別の陽子と衝突し、ヘリウム3核(2つの陽子と1つの中性子)を形成し、ガンマ線(高エネルギー光子)を放出します。

*最後に、2つのヘリウム-3核が衝突し、ヘリウム4核(2つのプロトンと2つの中性子)を生成し、2つのプロトンを放出します。

エネルギー放出

* 質量エネルギーの等価性: アインシュタインの有名な方程式E =MC²は、質量とエネルギーが交換可能であることを教えてくれます。

* 質量欠陥: 最終ステップにおける2つのヘリウム-3核の総質量は、ヘリウム4核と2つのプロトンの質量よりわずかに少ない。この質量の違いは、膨大な量のエネルギーに変換されます。

* エネルギーフォーム: 融合から放出されたエネルギーは、次のようなさまざまな形をとります。

* 運動エネルギー: 新しく形成されたヘリウム核と他の粒子は高速で移動します。

* ガンマレイズ: プロセス中に放出される高エネルギー光子。

* ニュートリノ: 物質と非常に弱く相互作用する亜原子粒子。

要約

本質的に、水素融合はエネルギーを生成します。なぜなら、ヘリウム4核の質量は、それを作るために進んだ4つのプロトンの組み合わせ塊よりも少ないためです。この「欠落」質量は、E =MC²に従ってエネルギーに変換されます。このエネルギーは星を動かし、私たちが経験する光と暖かさを私たちに提供します。

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