Означает ли термин «горение водорода» то же самое, что и «плавление водорода» в астрономии? Если нет, то что является продуктом «водородного горения»? Предположим, что продуктом «плавления водорода» является гелий.
В звездной астрофизике «горение» означает ядерный синтез, а не химическое сгорание. Итак, звезда сжигает водород до гелия. (Кстати, при обычном химическом сжигании водорода в воздухе образуется вода).
Это может показаться запутывающей терминологией, но на практике это не проблема, потому что области звезд, где происходит синтез (ядро и оболочки, окружающие ядро, в больших старых звездах), слишком горячие для существования молекул, поэтому химические процессы там просто не могут происходить.
Водородный синтез в ядре звезды — это не единичная ядерная реакция. Существует два (известных) набора реакций: цепочка протон-протон и каталитический цикл CNO (углерод-азот-кислород) . Из Википедии:
Цепь протон-протон, также обычно называемая цепью pp, является одним из двух известных наборов реакций ядерного синтеза, посредством которых звезды превращают водород в гелий. Он преобладает в звездах с массой, меньшей или равной массе Солнца, тогда как цикл CNO, другая известная реакция, согласно теоретическим моделям, доминирует в звездах с массой, превышающей примерно в 1,3 раза массу Солнца.
Сжигание водорода — основной способ, с помощью которого молодые звезды производят тепло и свет. (Более старые звезды могут сжигать более тяжелые элементы, если они имеют достаточную массу). Но сжигание водорода также важно, потому что это основной способ производства нейтронов: сжигание более тяжелых элементов обычно не меняет количество нейтронов. (Нейтроны также образуются, когда тяжелая звезда коллапсирует в нейтронную звезду ).
В солнцеподобной звезде горение водорода — очень медленный процесс. Требуется много тепла и давления, чтобы преодолеть электрическое отталкивание между двумя протонами и слить их в дипротон. Однако дипротон чрезвычайно нестабилен, его период полураспада намного меньше наносекунды. Обычно дипротон просто распадается на два протона, но иногда один из его протонов превращается в нейтрон, превращая дипротон в дейтрон (ядро дейтерия). Вероятность превращения дипротона в дейтерий очень мала, порядка . Различные цепные реакции pp превращают дейтроны в ядра гелия.
Медленность производства дейтерия — это хорошо: это означает, что наше Солнце будет продолжать сжигать водород в течение миллиардов лет. OTOH, это также означает, что простой водород никогда не будет практическим топливом для искусственного термоядерного реактора.
Плотность ядра Солнца составляет ~150 г/см³, что намного больше, чем у любого земного вещества (например, плотность свинца всего 11,3 г/см³). Таким образом, кубический метр вещества солнечного ядра имеет массу около 150 метрических тонн. Но скорость синтеза водорода настолько мала, что он производит всего около 276,5 Вт энергии, что аналогично производству тепла кубическим метром компоста, как указано в Википедии . Конечно, компостная куча объемом 1 м³ не будет откачивать тепло миллиарды лет. ;)
В Википедии есть хорошая коллекция статей о различных процессах звездного ядерного синтеза, в том числе:
Да, это то же самое.
Обычно фазы, через которые проходит звезда (если она достаточно велика), являются
а фаза названа в честь элемента, который сплавляется с более тяжелым элементом.
Таким образом, горение водорода — это фаза, в которой водород превращается в гелий. Горение гелия — это фаза, в которой три гелия сливаются в углерод ; горение углерода , при котором два углеродных ядра сплавляются в магний, неон, натрий или кислород и т. д.
ооо
Папа Кропоткин