Температура в эпицентре термоядерной реакции

[burbulis]

Приветствую!

Интересен вот какой вопрос.

Если для "зажигания" термоядерной реакции, например дейтерий + тритий, требуется нагрев до ~миллиарда кельвинов, то до какой примерно температуры раскалятся продукты реакции? Я так понимаю, там на выходе будет уже порядка триллиона кельвинов? Или даже больше?

[Метвед]

В 01.12.2023 в 21:05, burbulis сказал:

Приветствую!

Интересен вот какой вопрос.

Если для "зажигания" термоядерной реакции, например дейтерий + тритий, требуется нагрев до ~миллиарда кельвинов, то до какой примерно температуры раскалятся продукты реакции? Я так понимаю, там на выходе будет уже порядка триллиона кельвинов? Или даже больше?

1 эВ = 11600 К ... 1 МэВ это примерно 11.6 ГК ...энергетический выхлоп реакции раскидывайте на количество  частиц и число их степеней свободы (на каждую cтепень  свободы каждой частицы - кТ/2) ... Есть нюанс - при "термоядерных" температурах и плотностях газа львиная доля энергии  газа "сидит" в электромагнитном излучении (то есть,  расчёт отнюдь не тривиален...но в принципе  вероятно вполне посилен студенту физфака универа курса этак третьего) 

[burbulis]

Ну как минимум, триллион кельвинов, думаю, будет. Интуиция подсказывает.

Кстати, а могут ли вообще ядра, в данном случае, гелия, оставаться именно ядрами при таких температурах? Может быть там уже не ядра гелия, а просто "каша" из протонов и нейтронов? А по мере остывания они объединяются в ядра... Или нет?

Есть ли вообще температурный или энергетический предел выше которого ядро разваливается?

[Метвед]

В 01.12.2023 в 23:22, burbulis сказал:

Ну как минимум, триллион кельвинов, думаю, будет. Интуиция подсказывает.

Кстати, а могут ли вообще ядра, в данном случае, гелия, оставаться именно ядрами при таких температурах? Может быть там уже не ядра гелия, а просто "каша" из протонов и нейтронов? А по мере остывания они объединяются в ядра... Или нет?

Есть ли вообще температурный или энергетический предел выше которого ядро разваливается?

Конечно же нет.  В термоядерной плазме помимо атомных ядер присутствуют электроны фотоны и ещё кое-что но это кое-что можно покамест не брать в расчёт (на конечный результат повлияет мало).  И вся энергия выделяющаяся в одном акте ядерного синтеза (эйнштейновский дефект массы) в состоянии теплового равновесия (температура электронов, фотонов, ядер одинаковая) распределяется на всё это безобразие, согласно числу частиц и числу степеней свободы каждой частицы...в общем, задача сводится к определению концентрации фотонов, а их в термоядерной плазме дофига и более, намного больше чем электронов и ядер. 

[chemister2010]

При ядерном взрыве в центре развивается температура около 10 000 000 К, при термоядерном  - до 200 000 000 К. Проблема в свободном разлете частей взрыва и сложности их удержания в эпицентре.

[Максим0]

01.12.2023 в 19:05, burbulis сказал:

Приветствую!

Интересен вот какой вопрос.

Если для "зажигания" термоядерной реакции, например дейтерий + тритий, требуется нагрев до ~миллиарда кельвинов, то до какой примерно температуры раскалятся продукты реакции? Я так понимаю, там на выходе будет уже порядка триллиона кельвинов? Или даже больше?

Для зажигания DT нужны единицы миллионов, конкретное количество зависит от сжатия и длительности.

Это предопределяет пригодность для зажигания термояда лишь запалов на быстрых нейтронах, заряды на промежуточных нейтронах не позволяют достичь миллиона и потому непригодны как запалы.

Но если вместо зажигания нужен лишь нейтронный импульс, то его из DT можно получить химической имплозией.

[Максим0]

02.12.2023 в 01:15, chemister2010 сказал:

При ядерном взрыве в центре развивается температура около 10 000 000 К, при термоядерном  - до 200 000 000 К. Проблема в свободном разлете частей взрыва и сложности их удержания в эпицентре.

Термояд можно и до миллиарда разжечь, вот только требуемое для этого сжатие считается избыточным в военных целях.

При таком разжигании можно синтезировать к примеру макроскопические количества ⁷Be из D³He.

[burbulis]

А в звездах как достигается зажигание термоядерных реакций? Больше за счет сжатия, или за счет температуры?

И еще вдогонку вопрос, почему термоядерные реакции в звездах идут медленно, а не взрывообразно? Почему звезда не взрывается?

[Метвед]

В 02.12.2023 в 15:53, burbulis сказал:

А в звездах как достигается зажигание термоядерных реакций? Больше за счет сжатия, или за счет температуры?

И еще вдогонку вопрос, почему термоядерные реакции в звездах идут медленно, а не взрывообразно? Почему звезда не взрывается?

Бывает что и взрывается...но в обычных звёздах главной последовательности (на диаграмме масса-светимость) всегда есть некая точка равновесия в которой при увеличении энерговыделения в ядре звезды за счёт термоядерных реакций снижается плотность плазмы (за счёт разогрева ядро звезды несколько разбухает) что уменьшает это самое энерговыделение. 

[chemister2010]

02.12.2023 в 11:53, burbulis сказал:

А в звездах как достигается зажигание термоядерных реакций? Больше за счет сжатия, или за счет температуры?

И еще вдогонку вопрос, почему термоядерные реакции в звездах идут медленно, а не взрывообразно? Почему звезда не взрывается?

 

В звездах и сжатие и температура, плюс еще большой объем реакции.

Звезды не взрываются опять же из-за возможности расширения продуктов реакции. Если термоядерные реакции идут слишком интенсивно звезда разогревается и расширяется уменьшая сжатие и концентрацию реагирующих веществ. Но могут происходить локальные взрывы, что провоцирует различные вспышки. Просто на уровне размеров звезды это не выглядит сильно заметно и необычно.