TERMONUKLEÁRNÍ REAKCE

Termonukleární reakce je proces slučovaání atomových jader. Z jádra je tímto způsobem uvolňována vazebná energie. Jde o proces získávání energie podobný jaderným reakcím avšak z opačné strany. Při termonukleárních reakcích nedochází k rozbíjení hmotných jader, napoak slučují se lehká jádra jako vodík, helium, atd. K zažehnutí samovolné termonukleární reakce je třeba teplota kolem 14 milionů K.

Energie v nitru Slunce se získává termonukleárními reakcemi. Vždy 4 jádra vodíku (neboli protony) se sloučí v jedno jádro helia (2 protony a 2 neutrony). Jádro helia je ale o 0,029 hmotnostní jednotky lehčí než čtyři jádra vodíku (hmotnostní jednotka se rovná hmotnosti jádra vodíku).
Tento hmotností úbytek je vyzářen ve formě energie.Pokud dosadíme tento úbytek do proslulého Einsteinova vztahu: DE = Dm .c2 , kde DE je energie uvolněná během jedné reakce, Dm je hmotnostní úbytek a c je rychlost světla, dostaneme pro uvolněnou energii DE = 4,3 pJ.

V nitru Slunce se tedy uvolní 4,3 . 10 –12 J energie během jedné přeměny. Za jednu sekundu proběhne v nitru Slunce 1038 takových přeměn. Slunce tedy uvolní 4.1026 J energie každou sekundu což odpovídá výkonu 4.1026 W.
Slunce zatím učinilo 1055 takových přeměn, což představuje pouze malou část (1 / 100) z celkového počtu 1057 jader vodíku obsažených v jeho jádře.

Typy termonukleárních reakcí

Existují 2 typy reakcí přeměňující vodík na helium. Je to tzv. protonově – protonový řetězec, který probíhá ve hvězdách o hmotnostech mezi 0,08 až 1,75 hmotnosti Slunce (tedy i v našem Slunci). Pokud je hvězda hmotnější, začne díky vyšší teplotě v jejím jádře spalovat vodík pomocí CNO cyklu (též uhlíkově-dusíkový, Betheův cyklus, Bethe-Weizsackerův cyklus), který je výkonnější než předchozí způsob. Z nákresu je patrné, že se stoupající teplotou jádra hvězdy se zvyšuje výkon termonukleární reakce (na svislé ose je vyznačen výkon jednoho kilogramu žhavé plazmy) a to velmi výrazně. U pp řetězce závisí vydatnost termonukleární reakce na 6. mocnině, u CNO cyklu (potřebná teplota 16 milionů stupňů C) dokonce až na 20. mocnině centrální teploty hvězdy.

pp retezec   cno cyklus   vznik hvězdy   život hvězd