핵융합에 대해서 궁금한게 생겨서 질문합니다.
항성들이 핵융합을 통해서 더 무거운 원자를 만들어 낸다고 알고 있습니다. 근데 핵융합 순서를 보면서 신기 하다는 생각과 이게 왜 이런거지? 라는 생각이 들어서 질문 드립니다.
1. 수소 핵융합으로 헬륨이 만들어 집니다. 왜 헬륨이 만들어 지는 건가요? 안정적인 원자라서? 아니면 단순히 1+1은 2라서 그런 건가요?
2.수소 핵융합을 하면 헬륨이 만들어 지고 그 헬륨이 수소 핵융합이 끝나지도 않았는데 탄소가 만들어 질 수 있나요? 만약 끝나지 않았는데도 만들어 진다면 그 탄소는 어떻게 되나요?
3. 헬륨 핵융합이 시작되면 베릴륨이 아니라 탄소가 만들어 진다는 것을 알게됬습니다. 이게 이상하여 인터넷을 찾아보니 삼중알파과정이란게 있더라고요. 헬륨 2개가 서로 충돌하여 베릴륨-8을 만들고 거기에 헬륨이 하나 더 충돌하여 탄소-12를 만든다고 작성되어 있습니다. 여기서 궁금한 것은 왜 베릴륨이 아니라 탄소가 만들어 지는지 입니다. 베릴륨은 불안정하고 탄소는 안정적이라서 그런건가요? 그리고 베릴륨-8, 탄소-12 처럼 뒤에 있는 숫자는 무엇을 의미하는 건가요?
4. 질량이 큰 항성은 초신성폭발 뒤 중성자 별이 된다고 알고 있는데요. 중성자 별은 어떻게 빛을 내는 건가요?
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.
수소 핵융합에서 헬륨이 만들어지는 이유는 핵융합 과정
에서 가장 안정적인 원자핵이 헬륨-4이기 때문입니다.
두 개의 수소-1 원자핵이 결합하여 헬륨-4 원자핵을 형성하면서 에너지를 방출합니다. 이는 마치 두 개의 블록을 합쳐 하나의 더 큰 블록을 만드는 것과 같습니다.
수소 핵융합이 끝나지 않아도 헬륨 핵융합은 일어날 수
있습니다. 헬륨 핵융합은 헬륨-4 원자핵이 서로 결합하여 탄소-12 원자핵을 형성하는 과정입니다. 이 과정은 수소 핵융합보다 더 높은 온도와 압력에서 일어납니다.
헬륨 핵융합에서 탄소가 만들어지는 과정은 삼중 알파 과
정이라고 불립니다. 헬륨-4 원자핵 3개가 연속적으로 결합하여 탄소-12 원자핵을 형성합니다. 베릴륨-8은 불안정한 원자핵이기 때문에 즉시 붕괴하여 헬륨-4 원자핵으로 변합니다.
질량이 큰 항성이 초신성 폭발 후 중성자별이 되면 극도로
밀집된 상태로 인해 빛을 방출합니다.
중성자별의 표면 온도는 수백만 켈빈에 달하며 강력한 자기장을 가지고 있습니다.
이 자기장은 중성자별 주변의 전하 입자를 가속하여 싱크로트론 복사라는 형태의 빛을 방출합니다.
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