漫话恒星（8）
胡经国
（续前）
八、恒星能源机制
恒星的能源是由于其内部核聚变而产生的。恒星能源问题一直是地球人类争论的焦点。1926年，英国天文学家爱丁顿提出恒星能源问题。他坚信，恒星核聚变产生的能量足以使恒星达到引力和气体压力平衡的状态。但是，当时的物理学家并不这么认为。他们觉得，恒星内部无法进行核聚变反应。幸好，“量子力学”的发展（“隧道效应”的提出）解决了这个问题。
1938年，美国物理学家汉斯·贝特和德国物理学家冯·魏茨泽克，各自独立发现了恒星内部核聚变的具体途径，即：通过“质子－质子反应”和“碳氮氧循环”；恒星中的氢可以聚变为氦，而且释放能量。
1、“质子－质子反应”的组成
“质子－质子反应”由以下3个反应组成：
1H+1H——>2D+e++ν （1）
2D+1H——>3He+γ （2）
3He+3He——>4He+21H （3）
反应（1）是两个氢核（1H）相碰撞而聚变为一个氘核（2D），并且释放出一个正电子（e+）和一个中微子（ν）。
形成的新的氘核（2D）再与邻近的氢核（1H）进行反应（2），聚变成一个氦核（3He），并且释放出一个γ射线光子（γ）。
而两个氦核（3He）进行反应（3），结合为一个真正的氦核（4He），并且释放出两个氢核（1H）。
不难看出，两倍的反应（1）和反应（2）与反应（3）相加，即可以得到以下简化的“质子－质子反应”：
41H——>4He+2ν+2e++2γ
其中，正电子（e+）极易同附近的电子“湮灭”变为γ光子。
2、“碳氮氧循环”的组成
“碳氮氧循环”由以下6个反应组成：
12C+1H——>13N+γ （1）
13N——>13C+e++ν （2）
13C+1H——>14N+γ （3）
14N+1H——>15O+γ （4）
15O——>15N+e++ν （5）
15N+1H——>12C+4He （6）
这组反应中的碳核（C）和氮核（N）是热核反应的催化剂。总的反应结果是：4个氢核（H）合成一个氦核（He），并且产生3个光子（γ），两个正电子（e+）和两个中微子（ν）。恒星内部放出的中微子数目是光子数的2/3。中微子不与任何物质发生作用，径直以光速运动。
下图为：“碳氮氧循环”图解（图源：网络）。
图中：
Proton：质子
Gamma Ray：伽马射线
Neutron：中子
Neutrino：中微子
Positron：正电子
（未完待续）
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