太阳辐射能量来源太阳内部的氢核反应是怎麽产生的.

来源:学生作业帮助网 编辑:六六作业网 时间:2024/05/10 11:39:34
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太阳辐射能量来源太阳内部的氢核反应是怎麽产生的.
太阳辐射能量来源
太阳内部的氢核反应是怎麽产生的.

太阳辐射能量来源太阳内部的氢核反应是怎麽产生的.
太阳的内部主要可以分为三层:核心区、辐射区和对流区.
太阳的核心区域半径是太阳半径的1/4,约为整个太阳质量的一半以上.太阳核心的温度极高,达1500万℃,压力也极大,使得由氢聚变为氦的热核反应得以发生,从而释放出极大的能量.这些能量再通过辐射层和对流层中物质的传递,才得以传送到达太阳光球的底部,并通过光球向外辐射出去.太阳中心区的物质密度非常高.每立方厘米可达160克.太阳在自身强大重力吸引下,太阳中心区处于高密度、高温和高压状态.是太阳巨大能量的发祥地.太阳中心区产生的能量的传递主要靠辐射形式.太阳中心区之外就是辐射层,辐射层的范围是从热核中心区顶部的0.25个太阳半径向外到0.86个太阳半径,这里的温度、密度和压力都是从内向外递减.从体积来说,辐射层占整个太阳体积的绝大部分.太阳内部能量向外传播除辐射,还有对流过程.即从太阳0.86个太阳半径向外到达太阳大气层的底部,这一区间叫对流层.这一层气体性质变化很大,很不稳定,形成明显的上下对流运动.这是太阳内部结构的最外层.

相信你肯定听说过E=MC^2
(E是能量 单位是焦耳(J) M是质量 单位是千克(Kg) C是光速C=3*10^8m/s)
太阳是因为把四个H聚变为一个He-4产生能量来发光的
比较产生的氦-4和4个H的质量,显示少了0.007或是0.7%的质量。这些质量被转换成了能量,由光子带出
不要小看他,由质能转换可知把1gH聚变为He所释放的能量...

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相信你肯定听说过E=MC^2
(E是能量 单位是焦耳(J) M是质量 单位是千克(Kg) C是光速C=3*10^8m/s)
太阳是因为把四个H聚变为一个He-4产生能量来发光的
比较产生的氦-4和4个H的质量,显示少了0.007或是0.7%的质量。这些质量被转换成了能量,由光子带出
不要小看他,由质能转换可知把1gH聚变为He所释放的能量足以煮沸1500吨水!
而太阳每秒损失400万吨质量。所释放的能量有多少自然不言而喻……
聚变过程叫pp链反应,具体反映过程如下
第一个步骤是两个氢原子核融合1H(质子)成为氘,一个质子经由释放出一个 e+和一个微中子成为中子。
1H + 1H → 2H + e+ + νe
在这个阶段中释放出的微中子带有0.42MeV的能量。
第一个步骤进行的非常缓慢,因为它依赖的吸热的β正电子衰变,需要吸收能量,将一个质子转变成中子。事实上,这是整个反应的瓶颈,一颗质子平均要等待109年才能融合成氘。
正电子立刻就和电子湮灭,它们的质量转换成两个γ射线的光子被带走。
e+ + e− → 2γ (它们的能量为1.02MeV)
在这之后,氘先和另一个氢原子融合成较轻的氦同位素,3He:
2H + 1H → 3He + γ (能量为5.49 MeV)
然后有三种可能的路径来形成氦的同位素4He。在pp1分支,氦-4由两个氦-3融合而成;在pp2和pp3分支,氦-3先和一个已经存在的氦-4融合成铍。 在太阳,pp1最为频繁,占了86%,pp2占14%,pp3只有0.11%。还有一种是极端罕见的pp4分支。
pp1分支
3He +3He → 4He + 1H + 1H + 12.86 MeV
完整的pp1链反应是放出的净能量为26.7MeV。 pp1分支主要发生在一千万至一千四百万K的温度,当温度低于一千万K时,质子-质子链反应就不能制造出4He。
pp2分支
3He + 4He → 7Be + γ
7Be + e− → 7Li + νe
7Li + 1H → 4He + 4He
pp1分支主要发生在一千四百万至二千三百万K的温度。
90%的在7Be(e−,νe)7Li*的反应中产生的微中子,90%带有0.861MeV的能量,剩余的10%带有0.383 MeV 的能量(依据锂-7是在基态还是激发态而定)。
pp3分支
3He + 4He → 7Be + γ
7Be + 1H → 8B + γ
8B → 8Be + e+ + νe
8Be ↔ 4He + 4He
pp3链反应发生在二千三百万K以上的温度。
pp3链虽然不是太阳主要的能量来源(只占0.11%),但在太阳微中子问题上非常重要,因为它产生的微中子能量是非常高的(高达14.06 MeV)。
pp4或Hep
虽然预测上有这种反应,但因为极为罕见(在太阳中只占千万分之三的量),因此从未曾在太阳中被观测到。在此种反应中,氦-3直接和质子作用成为氦-4,可以产生能量更高的微中子(高达18.8 MeV)。
3He + 1H → 4He + νe + e+
能量释放
比较最后产生的氦-4和4个质子的质量,显示少了0.007或是0.7%的质量。这些质量被转换成了能量,在各自的反应中以γ射线和微中子的形式释放出去。在一个完整的反应链可以得到26.73MeV的能量。
只有以γ射线释放的能量会和电子与质子作用来加热太阳的内部。这些热量支撑著太阳使它不致于因为本身的重量而崩溃。
微中子不会与一般的物质发生交互作用,而且不会支持太阳去对抗本身的重力崩溃。为中子在pp1、pp2和pp3链分别带走2.0%、4.0%和28.3%的能量[1]。

收起

和氢弹一样,是氢核聚变,由氘氚聚变成氦三