Hydrogenfusjonen i sola — fra 26,7 MeV til 3,8·10²⁶ W

Hva viser visualet?

Reaksjonen er 4¹H → ⁴He + 2e⁺ + 2νₑ + 26,7 MeV. Fire protoner veier mer enn heliumkjernen de blir til, og massedifferansen kommer ut som energi. 26,7 MeV er 4,28·10⁻¹² J, og massen til fire protoner er 6,69·10⁻²⁷ kg, så hvert kilo hydrogen gir 6,39·10¹⁴ J.

Sola fusjonerer 600 millioner tonn hydrogen i sekundet, altså 6,00·10¹¹ kg/s. Ganget sammen gir det en effekt på 6,00·10¹¹ · 6,39·10¹⁴ = 3,84·10²⁶ W. Det er solas utstrålte effekt, regnet ut av to opplysninger og ingenting mer.

Til slutt: hvor mye masse koster det? E = mc² snudd gir m = E/c² = 3,84·10²⁶ / (3,00·10⁸)² = 4,27·10⁹ kg per sekund, altså 4,27 millioner tonn i sekundet. Sola blir lettere mens du leser dette.

Slik leser du visualet

Merkene under står også i bildet.

1. 1. Energien per reaksjon. 26,7 MeV kommer av at fire protoner veier mer enn én heliumkjerne.
2. 2. Gang opp til effekt. 6,00·10¹¹ kg/s · 6,39·10¹⁴ J/kg = 3,84·10²⁶ W.
3. 3. Massen sola mister. E = mc² gir 4,27 millioner tonn i sekundet.

Nøkkelbegreper

• hydrogenfusjon
• 4¹H → ⁴He
• 26,7 MeV
• E = mc²
• massedefekt
• solas effekt
• nøytrino

På prøve og muntlig-praktisk

Kombineres ofte med bindingsenergi fra kjernefysikken: «Hvorfor frigjør fusjon energi?» Svaret er bindingsenergikurven — heliumkjernen er sterkere bundet per nukleon enn fire frie protoner, og differansen kommer ut som energi.

Kildegrunnlag

https://www.ifingo.no/fysikk2/kosmologi-og-moderne-fysikk