〓 〓
▢ ☆pp-chain☆
◎ 太陽のエネルギー源
■ 太陽の中の光子と粒子
p
陽子
938.3
1
0
n
中性子
939.6
0
1
d
重水素
1875.7
1
1
3He
ヘリウム3
2808.5
2
1
4He
ヘリウム
3727.5
2
2
▷ ■ 結合エネルギー
中性子 (938.3+0.5)-939.6=-0.8_MeV 半減期 12分
重水素 (938.3+939.6)-1875.7=2.2_MeV
ヘリウム3 (938.3*2+939.6)-2808.5=7.7_MeV 核子1個当たり~2.6_MeV
ヘリウム (938.3+939.6)*2-3727.5=28.3_MeV 核子1個当たり~7.1_MeV
■ 4つの陽子から、1つのヘリウムが生まれる。ただし、いっぺんに4つの粒子が反応するわけではなく、次の3段階(pp-chain)を経て生まれる。
① 陽子●+陽子● ⇒ 重水素●○+陽電子+ニュートリノ
② 重水素●○+陽子● ⇒ ヘリウム3●●○+光子
③ ヘリウム3●●○+ヘリウム3●●○ ⇒ ヘリウム●●○○+陽子●+陽子●
さらに ④ 陽電子+電子 ⇒ 2個の光子
※ 陽電子+電子 ⇒ 1個の光子という反応は起きない(運動量が保存されないから)
①*2+②*2+③+④*2
4個の陽子●+2個の電子 ⇒ ヘリウム●●○○+2個のニュートリノ+6個の光子 ★
※ 6つの光子のエネルギーは、同じ値を持つわけではない
■それぞれの運動エネルギー K1,K2,K3,K4 全運動エネルギー K
※ 運動エネルギーとは、静止質量エネルギー以外という意味である。光子の静止質量は 0 であり、ニュートリノの静止質量は 0
としている。したがって、運動エネルギーに、光子やニュートリノが持つエネルギーを含める。
① K1=938.3*2-(1875.7+0.5)=0.4_MeV 陽電子とニュートリノが持つ
② K2=(1875.7+938.3)-2808.5=5.5_MeV 光子が持つ
③ K3=2808.5*2-(3727.5+938.3*2)=12.9_MeV 陽子が持つ
④ K4=0.5*2=1_MeV 光子が持つ
K=①*2+②*2+③+④*2=0.4*2+5.5*2+12.9+1*2=0.8+11+12.9+2=26.7_MeV ★
2個のニュートリノと6個の光子が持つ
▷
▷ ①
p+p ⇒ d+(e+)+nu
0.4
140億年
②
d+p ⇒ 3He+γ
5.5
6秒
③
3He+3He ⇒ 4He+p+p
12.9
100万年
④
(e+)+(e-) ⇒ γ+γ
1
Ten(-19)_sec
▲
|