Catena protone-protone: spiegazione

CATENA PROTONE PROTONE: SPIEGAZIONE

La catena protone-protone costituisce il processo di fusione nucleare dominante nelle stelle di piccola massa, come il nostro Sole.

In questa catena, due coppie di protoni (p) fondono per formare due nuclei di deuterio (D). Ciascun deuterio si unisce a un altro protone per formare un nucleo di 3He. I due nuclei di 3He fondono per creare un nucleo di 6Be, il quale essendo instabile si scinde in due protoni e in un nucleo di 4He. Ma non è tutto ... La catena protone-protone libera energia sotto forma di neutrini e di fotoni gamma La principale sorgente di energia nelle stelle come il nostro Sole è costituita dalla catena protone-protone - così denominata in quanto ha inizio con la fusione di due coppie di protoni e si conclude con il rilascio di due protoni - responsabile della nucleosintesi dell'elio 4 a partire da nuclei di idrogeno. In questo processo di fusione nucleare, quattro protoni (nuclei di idrogeno) si combinano per formare un nucleo di elio 4, due positroni, due neutrini ... e liberare sotto forma di energia (raggi gamma) lo 0,7% della loro massa.

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FUSIONE NUCLEARE IDROGENO ELIO

L'energia generata dalle reazioni termonucleari raggiunge la superficie della stella dopo un viaggio lungo e tortuoso, fatto di assorbimenti e riemissioni da parte dei nuclei e degli elettroni del gas che costituisce la stella. Nel loro cammino verso l'esterno, i raggi gamma, altamente energetici, si trasformano progressivamente in raggi X, raggi ultravioletti, per poi emergere dalla superficie stellare e liberarsi nello spazio principalmente sotto forma di luce visibile.

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DEUTERIO

La catena protone-protone è un processo nucleare che trasforma i protoni in nuclei di elio. È la sorgente di energia principale per la maggior parte delle stelle dell'universo, compreso il Sole. Nelle sue linee fondamentali si può suddividere la catena protone-protone in 3 tappe. Il primo passo è la formazione del deuterio a partire dalla collisione con effetto tunnel di due protoni. Immediatamente uno dei protoni si trasforma in un neutrone, espellendo la sua carica positiva sotto forma di un positrone, che è la particella di antimateria corrispondente dell'elettrone. Questo processo è accompagnato dal rilascio di energia sotto forma di un neutrino. Dato che nell'ambiente incandescente del nucleo solare la materia è presente in forma ionizzata come plasma, l'antimateria non può coesistere con la materia normale.

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COLLISIONE PROTONE PROTONE

Difatti il positrone incontra con alta probabilità un elettrone e quindi i due si annichilano liberando energia, sotto forma di raggi gamma. In sostanza le loro masse e cariche letteralmente spariscono e viene generato un raggio di luce dotato di notevole energia. La velocità con cui avviene questa prima tappa del processo è fondamentale per la stabilità delle stelle. Se teniamo presente che in una bomba termonucleare quando inizia una reazione di fusione nucleare, l'emissione di energia è pressoché istantanea, ci si può chiedere come può il Sole non esplodere a sua volta e invece centellinare la sua radiazione come è dimostrato dalla storia geologica della Terra.

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