IL SOLE

e il trasporto dell'energia

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  1. leptone
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    Questa piccola trattazione riprende i concetti che ho esposto nella discussione intitolalata "IL SOLE" (http://energiarinnovabile.forumcommunity.net/?t=10394594) di cui faccio un brevissimo riassunto.

    L'energia del sole è prodotta ne nucleo per mezzo di un processo nucleare chiamato FUSIONE, processo nel quale due nuclei “leggeri” si uniscono liberando energia: il nucleo prodotto ha massa minore della somma delle masse dei nuclei originari.
    Gli atomi di gas dentro il Sole si muovono molto velocemente e si urtano con violenza. Nel centro del Sole, dove la temperatura è maggiore, gli urti possono fare in modo che alcuni atomi di idrogeno si fondano in un atomo più grande di elio. Tuttavia, la massa del nuovo atomo è leggermente inferiore alla somma delle masse degli atomi prima della fusione. La differenza di massa è stata trasformata in energia, parte della quale serve per sostenere il peso della stella, mentre il resto viene emesso sotto forma di luce. È un po' come quando un pezzo di legno brucia: la luce viene emessa a spese della sua massa, che si consuma. Infatti la cenere che resta ha una massa molto minore del pezzo di legno originario. Lo stesso succede al Sole il quale emette luce consumando una parte della propria massa.



    Per ogni evento di fusione idrogeno-elio, viene emessa una quantità di energia pari a E = 4.3 x 10-12 J
    Si tratta di un valore di per se insignificante, ma se moltiplicato per l’enorme numero di nuclei di idrogeno che subiscono la fusione nel nucleo solare, l’energia totale è equivalente all’esplosione di qualche miliardo di bombe H al secondo.

    Come esce dal Sole l’energia prodotta nel nucleo?



    Come già detto la generazione di energia per fusione nucleare avviene nel nucleo.
    Nella zona radiativa l’energia è trasportata verso l’alto dai fotoni rimbalzanti in modo causale.
    Nella zona convettiva l’energia è trasportata verso l’alto da gas caldi in risalita.
    E per finire parliamo del vento solare:
    Se si riesce a sparare un proiettile a velocità abbastanza alta, esso si perde nello spazio. Per la Terra questa velocità è circa 40 mila km/ora, mentre per il Sole è maggiore di 2 milioni di km/ora. È una velocità molto elevata, ma a causa della temperatura elevatissima e il moto delle particelle molto veloce, queste ricevono spesso una spinta molto forte e abbandonano il Sole.
    In tal modo si calcola che il Sole perda 109 Kg di massa al secondo.
    Questa perdita di massa dal Sole corrisponde alla formazione del vento solare.
    Confrontando questa cifra con la massa del Sole, con questo ritmo ci vorrebbero 100 mila miliardi di anni per consumare tutta la nostra stella. Come il Sole, anche tutte le altre stelle perdono massa tramite questo processo di perdita di singole particelle, che viene chiamato vento stellare.
    Mentre il vento solare rappresenta la norma, in periodi di forte attività del Sole possono essere generati i brillamenti solari, che inviano scariche particelle cariche nello spazio, generando tempeste magnetiche.
    Le tempeste magnetiche associate ai brillamenti possono impedire le comunicazioni radio, e danneggiare satelliti orbitanti, oltre a causare aurore particolarmente brillanti.

    (da appunti universitari)
    Ely



     
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  2. stranger
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    Beh!
    Il discorso è molto semplificato.

    Inizialmente quando la stella nasce essa è fatta di solo idrogeno purissimo, e non esistono isotopi di idrogeno.

    Il diametro del protone è di 2x10-16 e con un diametro cosi piccolo si potrebbe pensare che mai 2 protoni collideranno fra di loro per formare un isotopo di idrogeno, ma essendo la pressione enorme nel centro della stella la probabilità non è infinitesimale.
    Quando si verifica la collisione protone-protone nasce un isotopo di idrogeno, lo scarto è un antielettrone e un neutrino i quali vengono espulsi.

    L'isotopo dell'idrogeno è anche chiamato deuterio il cui nucleo è deuterone o deutone (simbolo D).

    Il deuterio può rimanere rimanere cosi come è per poco tempo o tanto tempo, dipende dalla prossima collisione D+D.

    Quando di verifica la collisione D+D si forma elio
    -------------------------------------------------------

    A dire la verità il discorso è ancora molto semplificato perchè si potrebbe verificare la collisione D+p cioè deuterio e protone e formare trizio.
    Oppure è possibile anche
    D+T cioè deuterio + trizio.

    Fra le varie collisioni, la più energetica (cioè quella che rende di più) è D+T.
    Infatti nelle bombe all'idrogeno non si usa idrogeno ma si usa un misto di deuterio e trizio.

    Il trizio può essere prodotto artificialmente nelle normali centrali nucleari a fissione, oppure può essere prodotto artificialmente bersagliando con neutroni un bersaglio di litio.

    I neutroni possono essere presi anch'essi da una normale centrale nucleare a fissione, oppure prodotti artificialmente bersagliando con protoni da 2,5 Mev un bersaglio di litio.

    Purtroppo il trizio decade spontaneamente dopo 12 anni, quindi periodicamente occorre fare una certa manutenzione.

    E' anche possibile produrre trizio mentre che la bomba H sta esplodendo, infatti la bomba potrebbe essere composta da un misto di deuterio idrogeno chiusi dentro un contenitore di litio, quando l'innesco si verifica... l'onda termica lancia con notevole energia gli atomi di idrogeno contro il litio il quale produce neutroni ma i neutroni contro il litio producono trizio, il trizio si combina nuclearmente con il deuterio.
    Il vantaggio delle bombe all'idrogeno con contenitore di litio è che non c'è bisogno di trizio e quindi non c'è manutenzione, cioè la bomba è sempre è pronta all'uso anche dopo 1000 anni di conservazione (perché il litio non decade mai).
     
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  3. leptone
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    CITAZIONE (stranger @ 18/12/2007, 04:33)
    Inizialmente quando la stella nasce essa è fatta di solo idrogeno purissimo, e non esistono isotopi di idrogeno.

    Assolutamente no.
    Il protosole è formato prevalentemente da idrogeno, ma ci sono anche altri elementi la cui percentuale dipende dal contesto in cui si è formata la nebulosa iniziale.
    Per farti un esempio, il Sole è una stella di seconda generazione, in quanto prima esisteva una stella molto più massiva che in seguito è esplosa. L'energia rilasciata durante l'esplosione ha permesso la formazione di elementi molto pesanti come ad esempio l'uranio che ritroviamo anche sulla Terra. Senza l'energia fornita da una esplosione di tipo supernovae, non è possibile fondere nuclei pesanti. Le reazioni di fusione all'interno delle stelle sono in grado di fondere gli elementi (non specifico quali) per arrivare fino al ferro. Oltre non è possibile.

    Ely
     
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  4. tersite3
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    Cara leptone
    CITAZIONE
    Il protosole è formato prevalentemente da idrogeno, ma ci sono anche altri elementi la cui percentuale dipende dal contesto in cui si è formata la nebulosa iniziale.

    Naturalmente hai ragione tu.
    Un piccolo appunto: la percentuale di elio presente nel sole e nell'universo non può essere giustificata dalla sola nucleosintesi stellare (è poco meno del 25% di tutta la materia). Durante i primi istanti dopo il big bang c'erano le condizioni fisiche per la sintesi dell'elio (e anche un pochino di litio).
    Buona parte dell'elio esistente è un fossile del big bang.
    Questo è uno dei puntelli della suddetta teoria, oltre alla radiazione di fondo ed il red shift.

    Ciao e buon anno
    Tersite
     
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    Immane Rompiball

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    Confermo, per quanto ne so, anche se ho sentito teorie che all'interno delle stelle vi siano nuclei, intesi come masse enormi di materia non nuclei di atomi, molto densi, si presumeva anche di atomi oltre quelli conosciuti nella scala periodica. Mi pare lessi la notizia su Popular Science qualche annetto fa.
     
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  6. leptone
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    Si ho sentito anche io questo. Elementi super pesanti che non sono presenti nel nostro sistema solare, in quanto troppo piccolo, ma che di contro potrebbero benissimo trovarsi in altri sistemi solari molto più grandi del nostro.

    Ely
     
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5 replies since 11/11/2007, 18:47   649 views
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