Quand commence la fusion nucléaire ? 7 faits que vous devez savoir !

La fusion nucléaire est la fusion de deux noyaux plus légers pour former un noyau plus gros avec une certaine libération d'énergie. Parlons du début de la fusion nucléaire.

La fusion nucléaire commence lorsque deux noyaux plus légers séparés par une certaine distance se rapprochent à grande vitesse pour vaincre la répulsion électrostatique entre eux. À une très petite distance, deux noyaux subissent une force nucléaire puissante qui les fait fusionner en un seul noyau lourd.

Un noyau plus léger est constitué de protons ; ainsi, il n'y aura que de la répulsion entre eux, donc les combiner est plus difficile. Les deux noyaux subissent une forte force nucléaire à courte distance qui combine deux noyaux plus légers en un seul. Dans cet article, nous apprendrons quelques faits supplémentaires sur la fusion nucléaire.

Quand commence la fusion nucléaire dans la vie d'une étoile ?

Les étoiles sont constituées d'hydrogène et d'hélium, qui sont les éléments les plus légers. Maintenant, regardons la mendicité de la fusion nucléaire dans les étoiles.

La fusion nucléaire dans les étoiles commence lorsqu'il fait suffisamment chaud pour franchir la barrière coulombienne entre les éléments. Les atomes d'hydrogène de l'étoile entrent en collision les uns avec les autres pour produire une grande quantité de chaleur. Ce processus se poursuit jusqu'à ce que la température atteigne 15000000°C.

A très haute température, l'hydrogène fusionne pour former du deutérium. Les molécules de deutérium subissent ensuite une fusion nucléaire pour former de l'hélium. L'hélium, ainsi formé par la réaction nucléaire, est la principale source d'énergie de l'étoile.

Où commence la fusion dans le cycle de vie d'une étoile ?

La vie d'une étoile commence comme un simple hydrogène gazeux à l'intérieur d'une nébuleuse rassemblée par sa gravité. Voyons où se trouve le réaction de fusion se produit dans l'étoile.

La fusion nucléaire commence au cœur de la protoétoile, le stade initial d'une étoile. L'hydrogène gazeux dans une nébuleuse tourne très vite et est chauffé pour devenir une protoétoile. Lorsque la protoétoile atteint un million de degrés de température, la fusion de l'hydrogène gazeux pour donner un énorme noyau commence en son cœur ou au centre.

fusion nucléaire
Image: Réaction de fusion nucléaire by Uwé W., (CC BY-SA 3.0)

Conditions de la fusion nucléaire

La fusion nucléaire est réalisée en confinant les deux éléments les plus légers. Certaines conditions doivent être entièrement remplies pour confiner l'élément. Faites-nous savoir la condition requise pour la fusion.

  • Haute température - une température très élevée permet aux noyaux plus légers de surmonter la répulsion électrique exercée entre les protons.
  • Haute pression - la haute pression presse deux noyaux ensemble. Ils doivent être dans la fourchette de 10- 15 m pour les fusionner. Le champ magnétique intense est généralement utilisé pour créer une haute pression en laboratoire.
  • Densité suffisante - À des températures élevées, le noyau à fusionner existe à l'état de plasma. La densité doit être élevée à l'état de plasma pour assurer la collision entre deux noyaux.
  • Temps de confinement – ​​un critère essentiel pour l'occurrence de la fusion nucléaire est le temps de confinement. La durée maintient le plasma dans le volume défini en fonction de la température et de la densité pour assurer la fusion nucléaire.

A quelle étape commence la fusion nucléaire ?

La fusion nucléaire ne se produit pas naturellement et la matière n'est pas conservée car une certaine masse des noyaux fusionnés est libérée sous forme d'énergie. Concentrons-nous sur la phase initiale de la fusion nucléaire.

La fusion nucléaire commence lorsque le proton des deux noyaux atomiques qui se font face est chauffé à haute température et se déplace à grande vitesse pour entrer en collision pour former le noyau le plus lourd. Le noyau nouvellement formé tend à nouveau à se déplacer vers le troisième proton pour fusionner avec la libération d'énergie.

Température requise pour la fusion nucléaire

La température est la énergie cinétique nécessaire pour fusionner les noyaux est associée à la température. Faites-nous savoir quelle température est requise pour la fusion.

La température requise pour la fusion nucléaire est d'au moins 100 millions de degrés Celsius. La température minimale de 107K est essentielle pour commencer la fusion nucléaire. L'énergie cinétique des noyaux augmente avec la température ; ainsi, ils surmontent la répulsion et provoquent la fusion.

Comment démarre la fusion nucléaire ?

L'hydrogène et l'hélium sont les deux éléments privilégiés pour la fusion nucléaire. Concentrons-nous sur le fait qu'elle encourage la fusion nucléaire.

La fusion nucléaire commence par chauffer de l'hydrogène gazeux. L'hydrogène gazeux se transforme en plasma avec l'augmentation de la température. Le proton acquiert une énergie cinétique maximale à l'état de plasma et est prêt à écraser un autre proton ; ainsi, la force nucléaire attractive entre eux l'emportera sur la répulsion électrique.

Quand la fusion nucléaire prend-elle fin ?

La fusion nucléaire est une réaction exothermique qui libère une quantité massive d'énergie sous forme de chaleur. Maintenant, concentrons-nous sur la façon dont la fusion nucléaire peut être retardée.

La fusion nucléaire est une ressource énergétique pratiquement illimitée ; il durera jusqu'à ce qu'aucun proton ne soit disponible pour provoquer une réaction supplémentaire. Si la température diminue, naturellement, le plasma se terminera, provoquant la fin de la fusion nucléaire car la fusion nucléaire n'est possible qu'à l'état de plasma de la matière.

Conclusion

Terminons cet article en déclarant que la fusion nucléaire est la raison pour laquelle le soleil existe. La fusion nucléaire se produit dans le soleil toutes les secondes, les faisant briller. Nous considérons donc la fusion nucléaire comme la principale source d'énergie renouvelable. Il est difficile de réaliser la fusion nucléaire en laboratoire car il est hautement impossible de générer des températures élevées.

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