どちらも核融合ですが、太陽と水素爆弾のどちらの方が熱いのでしょうか?それは水素爆弾だった

簡単に言えば、核融合とは、2 つの軽い原子が 1 つの重い原子に融合し、エネルギーを放出するプロセスです。

なぜ核融合はこれほど巨大なエネルギーを生み出すことができるのでしょうか?なぜなら、核融合の過程では質量が失われ、この失われた質量がエネルギーの形で放出されるからです。質量エネルギー方程式 E=mc² によれば、非常に小さな質量でも非常に大きなエネルギーに変換できるため、核融合によって放出されるエネルギーが非常に大きくなる理由が説明できます。核融合といえば、すぐに2つのことが思い浮かびます。一つは私たちの頭上の太陽であり、もう一つは水素爆弾です。では、どちらも核融合なので、太陽と水素爆弾のどちらがより多くの熱を放出するのでしょうか?

水素爆弾は原子爆弾よりも強力な核兵器です。爆発の瞬間に莫大なエネルギーを放出し、都市を壊滅させるほどの恐ろしい威力を持つ。

しかし、水素爆弾は強力ではあるものの、太陽と同じレベルではありません。小さな水素爆弾は言うまでもなく、地球全体でさえ太陽の前の小さな黒い点に過ぎず、その質量は太陽の質量のわずか33万分の1です。水素爆弾は太陽とは比べものにならないと思われるが、実はこの競争の勝者は水素爆弾である。太陽は私たちが想像していたほど暑くありません。水素爆弾が爆発すると、1億度以上の温度が発生しますが、太陽の中心温度はわずか1500万度程度です。

なぜ太陽の温度は水素爆弾の温度よりも低いのでしょうか？

どちらも核融合によってエネルギーが生成されますが、水素爆弾の核融合は制御不能であり、すべてのエネルギーが一瞬で放出されてしまいます。太陽は違います。核融合はゆっくりと起こりますが、この制御可能な核融合はまさに人類がずっと望んできた未来のエネルギーです。実際、太陽の中心部の 1500 万度は核融合によって生成されたものではありません。実際、この 1500 万度が核融合を起こす誘因となります。ということは、核融合が始まる前に、太陽の中心部はすでに 1500 万度になっているのですか?そう言えるでしょう。

太陽の中心核の温度は基本的に太陽の質量によって決まります。

十分に大きな質量の物質が重力の影響下で結合すると、中心に向かって縮小し続けます。収縮により内部圧力が徐々に増加し、圧力の影響で温度が急激に上昇することは避けられません。この物質の塊の中心の圧力と温度が特定の条件に達すると、核融合が始まります。では、太陽の温度は核融合とは何の関係もないのでしょうか?核融合は高温によって起こりますが、太陽の温度が核融合と何の関係もないということではありません。核融合がなければ、ましてや高温がなければ、太陽自体が存在できないからです。

太陽は重力の影響により常に中心に向かって縮小しており、このプロセスは決して止まることはありません。核融合がなければ、太陽は中心に向かって崩壊し続け、最終的にはエネルギーの激しい放出によって白色矮星、中性子星、またはブラックホールに崩壊します。

核融合の発生により、太陽内部の粒子の動きが激しくなり、重力とバランスのとれた抵抗力が形成され、星が中心に向かって崩壊し続けるのを防ぎます。同時に、核融合によって発生した熱は恒星内部の熱放射を散逸させるための補助にもなり、恒星が安定した状態で存在することを可能にします。

核融合によって生成される放射膨張圧力が重力とちょうどバランスをとることができるのはなぜですか?

これは実に理解しやすいです。重力の力が核融合によって発生する放射膨張圧力よりも強い場合、恒星は中心に向かってさらに収縮し、太陽の内部が熱くなります。高温により核融合がより強力になり、バランスが達成されます。逆の場合も同様です。核融合が強すぎると、恒星は外側に膨張し、中心温度が低下して核融合が遅くなり、再びバランスが取れます。もちろん、恒星内部の核融合は前後に変化するわけではありません。一旦平衡に達すると、燃料がなくなるまで安定して維持することができます。

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