2022/8/17に星の一生を書きました。

そこにあった、太陽が燃える「核融合」ってどんな感じなのか勉強しました。最近の大学受験物理には核融合があるようで、半世紀前とは様子が違うなと思いました。受験生に笑われそうですが、折角なのでまとめておきます。

（予備知識１）原子核は陽子と（陽子と同数の）中性子からできている。ただし、水素原子は例外で、陽子だけからできている（水素の原子核に中性子は、ない）。

（予備知識２）それでも、水素の原子核に中性子をくっつけることができ、陽子に１つの中性子を付けたものは重水素と呼ばれます。

（予備知識３）（原子核内の小さな領域での話ですが）原子核内で核子（陽子と中性子）がバラバラにならないように「強い力」という「重力の強力なヤツ」のような力が働いて、原子核を作り上げている。

（予備知識４）質量とエネルギーは交換可能で、　e=mc²　です。（アインシュタインの有名な式）

さて、核融合の基本です：
（２つの）重水素の原子核を（超高温で）陽子と中性子に分け、それらをくっ付ける（核融合する）とヘリウムの原子核になります。

この核融合の時、質量が減ります。これは、質量欠損と呼ばれます。この欠損分がエネルギーとして放出され太陽が燃えます。

「強い力」の世界だけの世界にワープして考えると（私の場合、ワープしないと何となく核子がくっついている方がエネルギーが高い感じがするもので）、4つの核子が（バラバラでいるより）くっつている方が安定してエネルギーが低い状態です。

この（核子バラバラ状態と、核子がくっついたヘリウム原子核の）エネルギーの差は「結合エネルギー」と呼ばれ、これが質量欠損分になります。

以上、（中学生の夏休みの）自由研究のメモ程度の話でしたが、久しぶりに理科脳を使いました。

それにしても、どうしてこんな原子を基本とした宇宙が生まれたのかなと思うと不思議です。