Kernfusion Proton-Proton-Kette

Wenn Wasserstoffkerne die Coulomb-Kräfte überwinden können, kollidieren zwei Protonen. Als Ergebnis zerfällt eines von ihnen in ein Neutron und ein Positron und ein Elektron-Neutrino werden emittiert. Aber wird in diesem Szenario nicht Masse gewonnen, weil die Summe der Massen eines Protons und eines Neutrons größer ist als die Summe zweier Protonen? Vielleicht übersehe ich etwas ganz Offensichtliches und überdenke das vielleicht.

Ein Deuteron ist leichter als ein ungebundenes Proton + Neutron.

Antworten (2)

Die Masse des Deuterons ist kleiner als die Masse von zwei Protonen.

Das Deuteriumatom hat einen Massenüberschuss von 13,14 MeV, während ein Wasserstoffatom einen Massenüberschuss von 7,29 MeV hat. ( Quelle . Diese Werte gelten für neutrale Atome, zu denen das 0,51-MeV-Elektron gehört.) Also in der Reaktion

P + P D + e + + v e ,

Wir haben einen anfänglichen Massenüberschuss von 13,56 MeV, der sich zu einem Endwert von nur 13,14 MeV ändert. Die restlichen 0,42 MeV stehen als zusätzliche kinetische Energie für die Reaktionsprodukte zur Verfügung.

Beachten Sie auch, dass ein freies Neutron und ein freies Proton zusammen ebenfalls massereicher sind als das Deuteron, und zwar um etwa 2,2 MeV. Deshalb ist das Deuteron dissoziationsstabil.

Um die Coulomb-Kräfte zu überwinden, muss den beiden Protonen Energie zugeführt werden, und wenn sie hoch genug ist, kann sich ein Proton in ein Neutron verwandeln ( inverser Beta-Zerfall ).

Bei höheren Energien in Protonen-Protonen-Beschleunigern gilt: Je höher die Energie, desto mehr Teilchen können erzeugt werden, wie im LHC. In Sternen wird die Energie durch die kinetische Energie der Ionen im Plasma bereitgestellt. –

Hier der Wiki- Artikel:

Im Allgemeinen kann eine Proton-Proton-Fusion nur stattfinden, wenn die kinetische Energie (dh Temperatur) der Protonen hoch genug ist, um ihre gegenseitige elektrostatische oder Coulomb-Abstoßung zu überwinden