太陽能量來源
太陽的光度 (luminosity): 4×1033 erg/s
靠重力收縮而釋放能量?
「能用的」重力位能 ∼ GM(sun)/2R(sun) ∼ 1048 erg
→ 以目前的光度能發光 107 年
但是地質記錄顯示地球(及太陽)已經存在四、五十億年
核子反應呢?
核分裂 (fission):例如 24592U 分裂成 8926Kr, 14456Ba 及三個 10 n
核融合 (fusion):太陽(星球)中絕大多數都是氫
11H + 11H → 21H + e+ + ν
21H + 11H → 32He + γ
32He + 32He → 42He + 2 11H
這是「質子--質子的連鎖反應」 (proton-proton chain)
其中 ν 是微中子; γ 是伽瑪射線(高能光子)
一個質子的質量 = 1.0078 × (1.66 × 10-24) g
四個質子 = 4.0312 與 一個 4He = 4.0026 相比
∴ mass defect = 0.0286
轉化成能量的質量比例 = 0.0286/4.0312 = 0.0071
這些質量轉換成能量 E = mc2
E = 0.0286×1.66×10-24×(3×1010)2 = 4.3×10-5 erg
只有太陽核心的部份進行核子反應,消耗燃料(氫)
所以能用的核能 E = 0.1 M(sun) × 0.0071 × c2 ∼ 1.3 × 1051 erg
以目前的光度能發光 ∼1010(一百億)年