12.3 NUCLEOSYNTHESE STELLAIRE: PIC DE GAMOW
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Exercice 12.3. [Une estimation de la temperature du soleil.] On suppose que la
matiere du Soleil est sous forme d'un plasma compose essentiellement de protons
et d'electrons libres, en nombre egal. Estimer a l'aide des resultats precedents
la temperature de ce plasma a partir de la relation d'equipartition de l'energie
cinetique.
12.J Nucleosynthese stellaire : pie de Gamow
Nous savons depuis les annees 1930 que la source de l'energie solaire reside dans les
reactions de fusion qui se deroulent en son centre. Chaque seconde, 624,5 millions de
tonnes d'hydrogene se transforment en 620 millions de tonnes d'helium, la difference
de masse m etant convertie en energie lumineuse selon la loi : E = mc 2 • On retrouve la
valeur de L mentionnee plus haut.
12.3.1 Conditions physiques de la nucleosynthese
Exercice 12.4. [Une estimation de la duree de vie du soleil.] L'energie de liaison
du noyau d'helium est de 26,7 MeV. Si tout l'hydrogene du Soleil se transformait
en helium, quelle serait sa duree de vie, en supposant qu'il emette toujours la
puissance actuelle.
La sequence de reactions de fusion conduisant a la synthese d'un noyau d'helium
clans le soleil 4 est la suivante :
p+p
-
d+e+ +v+0,4 MeV
-
y+ 1,0 MeV
d+p
-
3 He+5,5 MeV
3 He+ 3 He
-
4 He+2p+ 12,9 MeV,
dont le bilan total ( on multiplie les trois premieres relations par 2 et on ajoute la
troisieme) est la conversion de quatre protons en deux noyaux d'helium:
4p+ 2e- - 4 He+ 2v+ 26, 7 MeV.
Les neutrinos, qui interagissent tres peu avec la matiere, s'echappent de l'etoile, mais
emportent peu d'energie. L'energie liberee apparait sous forme d'energie cinetique des
particules produites, lesquelles thermalisent a travers les collisions.
4 Notons que ce n'est pas celle du projet « International Thermonuclear Experimental Reactor» (ITER) qui
vise la reaction de fusion deuterium + tritium.
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Exercice 12.3. [Une estimation de la temperature du soleil.] On suppose que la
matiere du Soleil est sous forme d'un plasma compose essentiellement de protons
et d'electrons libres, en nombre egal. Estimer a l'aide des resultats precedents
la temperature de ce plasma a partir de la relation d'equipartition de l'energie
cinetique.
12.J Nucleosynthese stellaire : pie de Gamow
Nous savons depuis les annees 1930 que la source de l'energie solaire reside dans les
reactions de fusion qui se deroulent en son centre. Chaque seconde, 624,5 millions de
tonnes d'hydrogene se transforment en 620 millions de tonnes d'helium, la difference
de masse m etant convertie en energie lumineuse selon la loi : E = mc 2 • On retrouve la
valeur de L mentionnee plus haut.
12.3.1 Conditions physiques de la nucleosynthese
Exercice 12.4. [Une estimation de la duree de vie du soleil.] L'energie de liaison
du noyau d'helium est de 26,7 MeV. Si tout l'hydrogene du Soleil se transformait
en helium, quelle serait sa duree de vie, en supposant qu'il emette toujours la
puissance actuelle.
La sequence de reactions de fusion conduisant a la synthese d'un noyau d'helium
clans le soleil 4 est la suivante :
p+p
-
d+e+ +v+0,4 MeV
-
y+ 1,0 MeV
d+p
-
3 He+5,5 MeV
3 He+ 3 He
-
4 He+2p+ 12,9 MeV,
dont le bilan total ( on multiplie les trois premieres relations par 2 et on ajoute la
troisieme) est la conversion de quatre protons en deux noyaux d'helium:
4p+ 2e- - 4 He+ 2v+ 26, 7 MeV.
Les neutrinos, qui interagissent tres peu avec la matiere, s'echappent de l'etoile, mais
emportent peu d'energie. L'energie liberee apparait sous forme d'energie cinetique des
particules produites, lesquelles thermalisent a travers les collisions.
4 Notons que ce n'est pas celle du projet « International Thermonuclear Experimental Reactor» (ITER) qui
vise la reaction de fusion deuterium + tritium.