Термоядерные реакции на Солнце и звездах

Термоядерные реакции в звездах являются основным источником энергии звезд и механизмом образования ядер химических элементов. Для нормальных звезд главным процессом является сгорание водорода и превращение его в гелий. Четыре протона через цепочку ядерных реакций превращаются в ядро гелия , два позитрона и два нейтрино( ) c выделением энергии Q = 26, 73 Мэв. Этот результат получается в водородном цикле (p,p) и в углеродно-азотном цикле (C,N) см. табл.1.5 и 1.6.

Параметры основных реакций водородного цикла

Табл.1.5

	Реакция	Энерго- выделение Q (Мэв)	Ср.время реакции τ (лет)	Примечание
		0,420	8,2 109	Сечение10-23 барн канал слабого взаимодействия
		1,02		аннигиляция
		5,494	4,4 10-8
		12,85	2,4 105	конец1ветви 70%
		1,587 0,862   17,347		Конец 2ветви30%
		0,134 17,979   0,094		Конец 3ветви < 0,1%
		26,73		Короткий цикл
		100,794		Полный цикл

Времена τ реакций рассчитаны для параметров состояния в центре Солнца Т =16 10⁶К, плотность ρ=100 г/см³ и постоянно уточняются.

Углеродно-азотный цикл – последовательность термоядерных реакций в звездах с участием катализаторов, приводящая к образованию гелия из водорода.

Параметры основных реакций углеродного цикла

Табл.1.6

Реакция	Энерго выделение Мэв	Ср. время реакции τ лет
	1,94	3,6 102
	2,22	2,7 10-5
	7,55	1,0 102
	7,29	2,5 104
	2,76	5,6 10-6
	4,97	1,1 105
	26,73

τ- характерное время реакции протекания реакции (время, за которое концентрация вступающего в реакцию изотопа С N, O уменьшилось бы в е раз, если бы этот изотоп не восполнялся бы за счет других реакций). Значения τ вычислены для температуры 3 10⁷ К, плотности 10 г/см³. Сечение реакций углеродного цикла ограничено 10^-4 барн.

Водородное горение, состоящее из протонного цикла и углеродного цикла, происходит у звезд главной последовательности. Скорости выделения энергии в этих циклах на Солнце сравниваются при температуре ≈ 13 10⁶ К. Затем происходит гелиевое горение с синтезом углерода и кислорода.