恒星的核聚变过程 核聚变是怎么从氢变成铁的?每个过程都要哦_百度知...
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发布时间：2022-04-26 10:05
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热心网友
时间：2022-06-19 10:06
氢（H）~氦（He）~碳（C）~氧（O）~氖（Ne）~镁（Me）~硅（Si）~硫（S）~钙（Ca）~铁（Fe）一般情况下恒星不会聚变到这种程度，只有质量是太阳的8倍以上的恒星才能聚变到这种程度，这种恒星的寿命极短。
只有数千万年，太阳的寿命有数百亿年，质量是太阳的8~25倍的恒星寿命只有数百万年（这种恒星聚变后期可能还会形成质量更大的钴（Co）和镍（Ni）），前者爆发后会形成中子星，后者形成黑洞，而太阳只能形成白矮星。
扩展资料：
热核反应，或原子核的聚变反应，是当前很有前途的新能源。参与核反应的轻原子核，如氢（氕）、氘、氚、锂等从热运动获得必要的动能而引起的聚变反应（参见核聚变）。热核反应是氢弹爆炸的基础，可在瞬间产生大量热能。
但尚无法加以利用。如能使热核反应在一定约束区域内，根据人们的意图有控制地产生与进行，即可实现受控热核反应。这正是在进行试验研究的重大课题。受控热核反应是聚变反应堆的基础。聚变反应堆一旦成功，则可能向人类提供最清洁而又是取之不尽的能源。
冷核聚变是指：在相对低温（甚至常温）下进行的核聚变反应，这种情况是针对自然界已知存在的热核聚变（恒星内部热核反应）而提出的一种概念性‘假设’。
这种设想将极大的降低反应要求，只要能够在较低温度下让核外电子摆脱原子核的束缚，或者在较高温度下用高强度、高密度磁场阻挡中子或者让中子定向输出，就可以使用更普通更简单的设备产生可控冷核聚变反应，同时也使聚核反应更安全。
参考资料来源：百度百科-核聚变
热心网友
时间：2022-06-19 11:24
1.起始——氢的聚变：
在太阳，核心温度是1,000万K，氢进行的是质子-质子链反应：
41H → 22H + 2e+ + 2νe（4.0 MeV + 1.0 MeV）
21H + 22H → 23He + 2γ (5.5 MeV)
23He → 4He + 21H (12.9 MeV)
这些反应的总体结果是：
41H → 4He + 2e+ + 2γ + 2νe (26.7 MeV)
此处e+是正电子，γ是伽马射线的光子，νe是中微子，而H和He各自是氢和氦的同位素。
在质量更大的恒星，氦可以经由碳氮氧循环的反应产生。
从0.5至10倍太阳质量的恒星，核心的温度演化至一亿度时，氦可以进行3氦过程，经由中间物质铍转换成碳：
4He + 4He + 92 keV → 8*Be
4He + 8*Be + 67 keV → 12*C
12*C → 12C + γ + 7.4 MeV
整体的反应式是：
34He → 12C + γ + 7.2 MeV
2.氖燃烧过程：
在大质量的恒星，更重的元素在核心收缩后可以经由氖燃烧过程和氧燃烧过程产生。恒星核合成的最终阶段是硅燃烧过程，结果是产生稳定的同位素铁-56。而除了经由吸热过程，核聚变也不能继续产生新的元素，所以未来只能经由引力坍缩来产生进一步的能量。过程如下：
氖燃烧过程是大质量恒星（至少8MSun）内进行的核融合反应，因为氖燃烧需要高温和高密度（大约1.2×109 K和4×109千克/米3）
在如此的高温下，光致蜕变成为很重要的作用，有一些氖核会分解，释放出α粒子：
20Ne + γ → 16O + 4He
这些α粒子可以被回收产生镁-24
20Ne + 4He → 24Mg + γ
或者，二选一的
20Ne + n → 21Ne + γ
21Ne + 4He → 24Mg + n
此处，在第一阶段消耗的中子，在第二阶段又再重生了。
碳燃烧过程会将核心所有的碳几乎都耗尽，产生氧/氖/镁的核心。核心冷却会造成重力的再压缩，使密度增加和温度上升达到氖燃烧的燃点。
当氖燃烧时，氖会被耗尽使核心只有氧和镁堆积著。在氖被耗尽的数年之后，核心逐步降温、已趋于平静，接着重力将再度挤压核心，使密度和温度上升直到氧融合被启动。
3.氧燃烧过程：
氧燃烧过程是发生在大质量恒星内的核融合反应，使氧成为更重的元素，它需要1.5×109 K的高温和1010 千克/米3的高密度才能进行。 主要的反应程序如下：
16O + 16O → 28Si + 4He + 9.594 MeV
→ 31P + 1H + 7.678 MeV
→ 31S + n + 1.500 MeV
→ 30Si + 21H + 0.381 MeV
→ 30P + 2D - 2.409 MeV
或二择一
16O + 16O → 32S + γ
→ 24Mg + 24He
在氖燃烧，惰性的氧镁核心已经在恒星中心形成，当氖燃烧结束后，核心会收缩并持续加热至氧燃烧所需要的温度和密度。大约6个月至1年的时间核心的氧就会耗尽，堆积出有丰富硅含量的核心。而一旦氧被耗尽，这个核心会因为热度不够而呈现惰性，核心开始降温并触发再次收缩。收缩会使核心的温度上升，直到达到硅燃烧的燃点。向外，仍有氧燃烧的壳层，再往外是氖的壳层、碳壳、氦壳和氢壳。
4.硅燃烧过程：
一颗恒星完成氧燃烧过程后，它核心的主要成分是硅和硫。如果它有足够的质量，它将会进一步的收缩，直到核心达到27至35亿K（230-300电子伏特）。在这样的温度，硅和其它的元素可以光致蜕变，发射出一颗质子或是α粒子。硅燃烧引起的氦核作用会将α粒子（相当于一个氦原子核，两个质子加上两个中子）添加进原子核内创造出新的元素按以下的顺序进行每个步骤：
硅–28 → 硫–32 → 氩–36 → 钙–40 → 钛–44 → 铬–48 → 铁–52 → 镍–56
整个硅燃烧的序列大约只持续了一天，当镍-56产生时就停止了。这颗恒星不再经由核融合释放出能量，因为具有56个核子的原子核中的每个核子（不分质子和中子）在所有元素中具有最低的质量。虽然铁-58和镍-62的每个核子比铁-56具有稍高的束缚能，但在α过程的下一步是锌-60，每个核子的质量以有微量的增加，因此在热力学上是不利的。镍-56（有28个质子）的半衰期为6.02天，以β+衰变成为钴-56（有27个质子），再以77.3天的半衰期蜕变成为铁-56（有26个质子），但是在大质量恒星的核心内只有几分钟的时间可以让镍进行衰变。恒星已经耗尽核燃料，并且在几分钟内就开始收缩。重力收缩的位能会将核心加热至5GK（430KeV），虽然这会阻止和延迟收缩，然而因为没有额外的热能通过新的核融合生成，收缩迅速的加快只维持几秒钟就坍塌了。恒星核心的部分不是被挤压成为中子星，就是因为直量够大而成为黑洞。恒星的外层被吹散，爆炸成为II型超新星，可以闪耀几天到几个月。超新星爆炸释放和喷发出大量的中子，其中大约有半数在一秒钟内通过称为r-过程（此处的R代表快速中子捕获）形成比铁更重的元素。追问很不错！
但是镁和磷在氧燃烧时产生，是怎么没掉的
追答镁和磷在恒星中并没有反应掉，而是在恒星内处于*和合成的动态平衡中，最后在恒星爆发超新星时和其它元素一起被抛撒到宇宙空间。
