En mi opinión, la razón básica por la que el sol dura tanto es porque la presión solo es adecuada para la fusión de hidrógeno. La respuesta de que la fusión no se escapa es claramente errónea: mira una supernova. En el sol, la gravedad empuja el material hacia abajo y genera presión, pero esto se ve parcialmente compensado por la reacción de fusión, que genera calor e intenta soplar el sol hacia afuera. Así llegamos a un equilibrio. El punto importante sobre el equilibrio no es el problema para lograr que la fusión continúe, sino para hacer neutrones. Básicamente, el combustible de la estrella es hidrógeno, solo protones y electrones. En algún lugar, la presión tiene que forzar los electrones a protones con suficiente energía para convertirlos en neutrones, lo que requiere más de 1 MeV. Es posible que el diprotón pueda ayudar; tiene una vida media muy baja, pero reduciría los requerimientos de energía para convertir uno de los protones en un neutrón. Una vez que obtienes un neutrón, puedes ganar energía haciendo 3He, y con otro neutrón, 4He. La característica limitante es la formación de neutrones. Una vez que tienes suficiente presión para formarlos, obtienes fusión y el calor alivia ligeramente la presión. Cuanto más masiva es la estrella, más gravedad puede presurizar el centro, lo que aumenta la tasa de formación de neutrones, lo que a su vez es la razón por la cual las estrellas gigantes no duran mucho, y las enanas rojas esencialmente duran para siempre.
Si la fusión nuclear es una reacción en cadena, ¿por qué todavía no se ha quemado el sol?
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Esta es una pregunta interesante con una respuesta interesante.
La fusión nuclear ocurre cuando dos núcleos se acercan lo suficiente como para que la interacción nuclear fuerte pueda unirlos en un solo núcleo. Debido a que los núcleos están cargados positivamente, se repelen y esta repulsión debe ser superada para que los dos núcleos se fusionen. La forma de lograr esto es hacer que los núcleos se calienten lo suficiente y tengan una densidad lo suficientemente alta como para que la probabilidad de que ocurra una fusión se vuelva grande.
Por lo tanto, en una reacción de fusión, la temperatura y la densidad actúan para determinar la velocidad a la que los núcleos pueden fusionarse. No hay reacción en cadena, a diferencia de lo que se puede lograr con la fisión de ciertos núcleos. Está puramente determinado por la densidad y la temperatura.
En un arma termonuclear, la densidad se logra utilizando deuteruro de litio sólido como combustible, mientras que la temperatura es proporcionada por los rayos X emitidos por una reacción de fisión, que calienta el combustible hasta decenas de millones de grados Kelvin. También hay una onda de choque de compresión para aumentar aún más la densidad. Estas condiciones alcanzan una tasa de fusión muy alta, donde la mayor parte del combustible se consume en unos pocos milisegundos.
En el sol, ni la temperatura ni la densidad son tan altas como las alcanzadas en una bomba termonuclear, por lo que la velocidad de fusión es significativamente menor. Tanto es así que la velocidad de fusión que se logra en el sol sería lamentablemente inadecuada incluso para un reactor de fusión controlado, por un factor de al menos un millón. De hecho, el sol quema lentamente su combustible de hidrógeno, no explota como una bomba, y eso es algo bueno para nosotros. La tasa de quemaduras nos permite estimar la vida del sol en función de su tamaño y masa, y sabemos que seguirá ardiendo como está ahora, durante miles de millones de años.
Por lo tanto, usar el sol como ejemplo de un reactor de fusión es realmente subestimar la dificultad tecnológica en lo que estamos tratando de lograr en nuestros diseños de reactores de fusión. Necesitamos diseñar reacciones de fusión sostenibles millones de veces más enérgicas que las encontradas en el sol. Esto explica hasta cierto punto por qué aún no hemos aprovechado la fusión controlada para la generación de energía.
Porque tiene mucho hidrógeno para quemar.
Está trabajando a través de eso. Se paciente.
¿Estás hablando de un proceso que se está escapando?
No … la fusión nuclear NO es una reacción en cadena. Es decir, 1 proceso de fusión no desencadena otro
Pero es una fisión nuclear. Una fisión puede hacer posibles otras 2 fisión dándole un efecto de fuga
La fusión no es una reacción en cadena.
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