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氘燃燒

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氘燃燒是發生在一些恆星和次恆星天體的核聚變反應,其中的原子核和質子相結合,形成一個-3核聚變反應。它發生在質子-質子鏈反應的第二階段,由兩個質子融合形成一個氘原子核,再進一步與另一個質子融合;但也可以是原初的氘燃燒過程。
中文名
氘燃燒
外文名
Deuterium fusion

氘燃燒簡介

氘燃燒是發生在一些恆星和次恆星天體的核聚變反應,其中的原子核質子相結合,形成一個-3核聚變反應。它發生在質子-質子鏈反應的第二階段,由兩個質子融合形成一個氘原子核,再進一步與另一個質子融合;但也可以是原初的氘燃燒過程。 [1] 

氘燃燒在原恆星

氘是最容易在原恆星熔融的核心與質子融合的原子核,當原恆星核心的温度超過10K就可以燃燒。這種反應的速率對温度相當敏感,所以温度不會上升太多。氘燃燒驅動的對流會運載熱量到表面。
如果沒有氘燃燒,就不會有質量超過2-3太陽質量的恆星,因為在前主序階段的恆星必須繼續吸積質量才能引發氫燃燒I氘燃燒阻止了這種情況的發生,它使核心的温度上升至約1,000萬度,而在這温度以下氫燃燒是無法進行的。當核心的氘燃燒停止,只有在能量的傳輸從對流切換成輻射之後,圍繞着氘被耗盡的核心會形成能量障蔽,然後原恆星核心的温度才會增高。
環繞着輻射區的物質中依然含有豐富的氘,氘的燃燒會以殼層的形式逐漸外移,而原恆星的輻射層也會逐漸增大。核反應在低密度的外層區域孳生,會導致原恆星的膨脹,減緩引力造成的收縮和推遲它到達主序帶。氘燃燒的總能量足以和引力收縮釋放出的相抗衡。
由於氘在宇宙中的數量不足(有限),原恆星能供應的因而受到限制。在數百萬年的時間後,它將被完全耗盡。 [1] 

氘燃燒在次恆星天體

由於氫燃燒比氘燃燒更高的温度和壓力,因此有些天體的質量雖然可以燃燒氘,,卻不足以燃燒氫。這些天體被稱為棕矮星,而它們的質量在13-80木星質量之間。棕矮星在它們的氘燃燒完之前,最多隻能發光約一億年。 [1] 

氘燃燒其他反應

雖然與質子的融合是消耗氘的最主要方法,但其他的反應也是可能的。這些反應包括與另一個氘和融合成-3、、或-4(罕見),或是形成各種不同的同位素。 [1] 
參考資料
  • 1.    Palla, Francesco; Zinnecker, Hans. Physics of Star Formation in Galaxies. Springer-Verlag. 2002: 21–22,24–25. ISBN 3-540-43102-0.