星球核聚變和地球實驗室中的核聚變機製和條件

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星球:(質量是產生聚變的關鍵)

質量大 ---》 引力大 ---》 密度大 ----》 碰撞幾率大 ----》 粒子平均動能大 -----》 溫度高 ----》 產生聚變的初始條件

當恒星內部的聚變開始後部分氫聚變成氦使得質量虧損 ----》 恒星中心大量能量(愛因斯坦質能轉換) ----》壓強溫度升高 ------》中心膨脹 ----》壓強降低 ----》 溫度降低 -----》引力整體壓縮或向內擠壓 -----》核心密度增高 -----》 溫度壓強升高 ----》達到動態平衡

引力即是開始產生聚變的根本原因,又是聚變產生保持平衡的機製,叫做 gravitational confinement。

恒星內部90%的氫聚變為氦之後,恒星的第一階段就結束了,叫做 the end of main sequence star.

(low-mass star 和 high-mass star的 整個演變過程以後再講,可以先看看 helium flash 的過程,很有意思。)

A solar-mass star ends its life in white dwarf (not supernova explossion because not enough mass) (太陽不可能發生 supernova,質量不夠,隻會最後成為白矮星)

Heavy-mass star ends its life in neutron star (not white dwarf) through explosion and implosion (supernova).

 

地球實驗室內:Tokamak Fusion Test Reactor,聚變實驗項目,已經關閉)

通過電磁波,電流,激光等方法將氫同位素加溫到幾千萬度,同時靠 magnetic confinement “聚焦”而產生聚變。 (相對於恒星內部的氫聚變溫度需要更高,因為密度小些,碰撞幾率也低一些)

 

可以分別討論這兩種聚變的機製和條件。

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