星球核聚变和地球实验室中的核聚变机制和条件
星球:(质量是产生聚变的关键)
质量大 ---》 引力大 ---》 密度大 ----》 碰撞几率大 ----》 粒子平均动能大 -----》 温度高 ----》 产生聚变的初始条件
当恒星内部的聚变开始后部分氢聚变成氦使得质量亏损 ----》 恒星中心大量能量(爱因斯坦质能转换) ----》压强温度升高 ------》中心膨胀 ----》压强降低 ----》 温度降低 -----》引力整体压缩或向内挤压 -----》核心密度增高 -----》 温度压强升高 ----》达到动态平衡
引力即是开始产生聚变的根本原因,又是聚变产生保持平衡的机制,叫做 gravitational confinement。
恒星内部90%的氢聚变为氦之后,恒星的第一阶段就结束了,叫做 the end of main sequence star.
(low-mass star 和 high-mass star的 整个演变过程以后再讲,可以先看看 helium flash 的过程,很有意思。)
A solar-mass star ends its life in white dwarf (not supernova explossion because not enough mass) (太阳不可能发生 supernova,质量不够,只会最后成为白矮星)
Heavy-mass star ends its life in neutron star (not white dwarf) through explosion and implosion (supernova).
地球实验室内: (Tokamak Fusion Test Reactor,聚变实验项目,已经关闭)
通过电磁波,电流,激光等方法将氢同位素加温到几千万度,同时靠 magnetic confinement “聚焦”而产生聚变。 (相对于恒星内部的氢聚变温度需要更高,因为密度小些,碰撞几率也低一些)
可以分别讨论这两种聚变的机制和条件。