Ist ein durch Kernspaltung angetriebener Stern möglich?

Sterne können Atome leicht verschmelzen, um Wärme und Strahlung abzugeben. Aber bei Wikipedia hieß es, dass nur Sub-Eisen-Atome Energie abgeben, wenn sie fusionieren, und Energie aufnehmen, wenn sie gespalten werden, und Post-Eisen-Atome sind genau das Gegenteil. Wenn also genügend schwere Elemente zusammenkommen, könnte man einen "umgekehrten Stern" herstellen, in dem es durch Spaltung Licht und Wärme abgibt? Wie lange würde so ein Stern halten und warum sind sie nicht üblich, wenn sie überhaupt existieren?

Man könnte sagen, die Erde und andere Planeten sind solche Objekte.
Spaltung und Fusion sind beide in einem Stern vorhanden, um Energie zu erzeugen, um seine eigene Gravitationskraft aufzuheben, um zu verhindern, dass er zusammenbricht.
Ich nehme meinen Kommentar zurück, weil Spaltung ein radioaktiver Zerfall schwererer Elemente ist und diese normalerweise nicht in einem typischen Stern zu finden sind. Aber vielleicht für kühlere und ältere Stars tut es mir leid, keine Beweise dafür.
@ user6760 Sterne verschmelzen nur, wenn sie Eisen erreichen, danach explodieren, kollabieren oder sich in entartete Neutronenmaterie umwandeln.
Elemente, die schwerer als Eisen sind , sind in allen heutigen Sternen vorhanden, viele Isotope sind radioaktiv, aber mit einer sehr geringen Häufigkeit und sicherlich nicht reichlich genug, um ein sterngroßes Objekt in irgendeiner Weise zu unterstützen. Es scheint keine Möglichkeit zu geben, diese Elemente zu trennen, um daraus einen Stern zu machen.

Antworten (2)

Ich denke, es ist eine interessante Frage. Der Trick wäre eine anhaltende Spaltungsreaktion, schneller als die Halbwertszeit, aber langsamer als eine Kettenreaktion. Eine Kettenreaktion könnte kaum als "sternartig" angesehen werden - sie würde einfach explodieren.

Nehmen wir an, Sie hätten ein Objekt in Planetengröße, vielleicht 100 Teile Eisen, im Grunde inert, zu 1 Teil Uran, das durch Halbwertszeitzerfall Wärme erzeugen würde und einige Neutronen sich von Uran zu Uran ausbreiten würden - viele würden es nicht tun. Und je heißer das Objekt wurde, desto mehr Uran driftete in Richtung Zentrum. Sie hätten eine allmähliche Erwärmung, und das Objekt würde mit der Zeit wahrscheinlich anfangen zu glühen. Ich vermute, es ist nicht möglich, etwas in der Nähe von reinem Uran zu verwenden, da die in einem uranreichen Materieball freigesetzten Neutronen 1 von 2 Dingen bewirken würden - entweder das Ding auseinander sprengen oder die Reaktionsgeschwindigkeit erhöhen und eine Kettenreaktion auslösen. Aber ich denke, mit der richtigen Mischung aus Uran und inerten Elementen und dem verteilten Uran, nicht ganz in der Mitte, könnten Sie wahrscheinlich etwas Sternartiges bekommen. Es hätte viel weniger verfügbare Energie, so dass es nicht annähernd so lange brennen würde wie ein Stern. Zumindest ist das meine Gedankenexperiment-Antwort auf diese Frage.

Das Problem mit nichts als schweren, neutronenreichen Elementen ist, dass ich keinen Weg sehe, der nicht schnell kaskadieren und brennen oder explodieren würde. Die Kernreaktion wird von Neutronen angetrieben, die mit potenzieller Energie auf den Kern treffen, und während der Reaktion werden mehr freie Neutronen produziert, was die Reaktion erheblich beschleunigt. Eine Kugel aus Uran mit einem Durchmesser von vielen Kilometern würde sich spalten und explodieren. Ein Ball, der schwer genug ist, um nicht zu explodieren - sagen wir, in der Größe eines Jupiters - würde sich schnell erhitzen und verbrennen und sich dann niederlassen und langsam abkühlen. - vielleicht ähnlich wie ein Stern, der Nova geht und sich dann in einen Weißen Zwerg niederlässt.

Wenn Sie ein Material im Inneren haben, das die Reaktion verlangsamt, Neutronen absorbiert und wieder zulässt, könnten Sie wahrscheinlich eine anhaltende Verbrennung erzeugen - ähnlich wie in einem Kernkraftwerk, während genügend Schwerkraft aufrechterhalten wird, um das Objekt in einem Stück und im Laufe der Zeit zu halten erwärmen und glühen wie ein Stern mit der Zeit und halten eine Weile an. Planetengröße, sogar Mondgröße wäre wahrscheinlich mehr als ausreichend, aber Sie würden das Material brauchen, um die Reaktion zu verlangsamen und das Uran verteilt zu halten. Das ist zumindest meine Meinung.

Bei den meisten Elementen ist dies beim normalen Spaltungsprozess sehr unwahrscheinlich. Sie können in 2 Gruppen eingeteilt werden: langsame Reaktion und schnelle Reaktion.

Die Elemente mit langsamen Reaktionen erzeugen nicht in ausreichend kurzer Zeit genug Energie, um ausreichend erwärmen zu können, um Licht bereitzustellen.

Die Elemente mit schnellen Reaktionen würden verschwinden, bevor sie sich genug angesammelt haben, um einen großen Körper zu bilden.

Auch eine Fusionskettenreaktion ist nicht wahrscheinlich, da die Kombination von Materialien zur Aufrechterhaltung einer selbsterhaltenden Reaktion für Tausende von Jahren sehr weit entfernt ist.