Himlakroppen i Solsystemet med massivaste växthusskalet, del 2

Solen består, atom för atom, av 91% väte, 8.9% helium från Big Bang samt lite annat smått och gott (astronomer kallar dem metaller trots att syre ingår!) som den ärvt från en eller flera generationer supernovor. För ungefär 4.6 miljarder år sedan drog sig ett moln av olika härkomst samman på grund av gravitationskrafter. En (något?) större andel av massan hade en samverkande rörelsemängd som gjorde att molnet roterade. Molnet plattades därför ut till en skiva med en central del där gravitationen samlade 99.86% av massan som bildade Solen.

Trycket ökade temperaturen så mycket att atomer blev till plasma.

  • Plasma är ett av materiens fyra former[1], de övriga är fast, flytande och gas. Hettar man upp ett fast ämne blir det i ordning flytande, gas och slutligen plasma. Ett plasma kännetecknas av att atomkärnor och dess elektroner är särade från varandra. Plasma är elektriskt ledande, t.ex. i tändstift, piezoelektriska grilltändare, lysrör, blixtar och elsvetsar.

Väte finns som grundform och två isotoper, alla med en kärna med en proton ”omgiven” av en elektron. Trots att isotoperna alla är väte har de två ”avvikarna” fått egna beteckningar.

  • Den helt dominerande formen 1H har enbart en proton i kärnan.
  • Deuterium 2D eller 2H, har en proton samt en neutron i kärnan.
  • Tritium 3T eller 3H har en proton samt två neutroner i kärnan.

I den hetta (>15 000 000 K[2]) och kaos som råder i Solens kärna kan en deuterium- och en tritiumkärna råkas även om de är relativt sällsynta, särskilt tritium. De slår sig samman till en ny och mycket stabilare atomkärna, ädelgasen[3] helium med fyra kärnpartiklar, avger termisk energi samt dumpar den extra neutron som blir över.

Detta är Solens ”energiugn”. Den beskrivs ofta som en vätebomb som exploderar. Det tilltalar fantasin men liknelsen är starkt överdriven. I en vätebomb har man optimala blandningar av väteisotoper medan Solen domineras av stabilt 1H. Under kärnfusionen frigörs neutroner som behövs för att i ”lugn” takt nybilda deuterium och tritium. Fusionen är självreglerande, högre aktivitet och temperatur gör att solens kärna sväller och det blir glesare mellan de aktivt deuterium och tritium. När temperaturen sjunker ökar tätheten och de inblandade isotoperna kan dejta fullt ut igen.

This energy, which can take between 10,000 and 170,000 years to escape from its core, is the source of the Sun’s light and heat. Källa: Wikipedia

Solens kärna är med mänskliga mått varm men inte tillräckligt för att driva helium att fusionera vidare till tyngre ämnen. Stabilt heliumplasma samlas allt eftersom i kärnan, i praktiken solens sophög. Med tiden (åja, många miljarder år fram i tiden) avtar fusionsaktiviteten väteisotoperna deuterium och tritium sinar och soporna (heliumplasma) står upp i halsen.

Fundera på detta: Hur är energiproduktionen (t.ex. som W/m3) där fusionen pågår? Känns det som en vätebomb?

Källor: Gymnasie- och Universitetsstudier, allmänt kunskapsinhämtande samt Wikipedia. Anser du den senare opålitlig så ange var det brister och peka på en alternativ källa.

Del 1 i detta ämne https://urminsynvinkel.wordpress.com/2019/11/12/himlakroppen-i-solsystemet-med-massivaste-vaxthusskalet-del-1/

Del 3 i detta ämne https://urminsynvinkel.wordpress.com/2019/11/14/himlakroppen-i-solsystemet-med-massivaste-vaxthusskalet-del-3/


[1] Grekerna ansåg att all materia bestod av jord, vatten, luft och eld. Märk likheten samt att eld ”innehåller” plasma!

[2] Kelvinskalan utgår från absoluta nollpunkten och med samma steg som Celsius.

[3] Atomer med komplett fyllda yttersta elektronorbitaler är stabila och i stort sett ”ointresserade” av att reagera med andra. Alla är gaser, därav beteckningen ädelgas.