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Geração de Energia Nuclear

A geração de energia nuclear é altamente dependente da temperatura do meio, e a seção de choque das reações depende da energia, porque as reações são ressonantes com os níveis de energia do núcleo composto. Desta forma, não se pode escrever uma simples expressão entre a produção de energia nuclear, $\varepsilon$, com a temperatura e a densidade. Entretanto, em alguns intervalos de energia, e para fins didáticos, pode-se escrever:

$\varepsilon=\varepsilon_0 \rho^n T^m,$

onde $n$ e $m$ são expoentes determinados pelo tipo de reação dominante. Por exemplo, para estrelas com massa similar ou inferior à massa do Sol, o processo principal para a conversão de hidrogênio em hélio é o ciclo p-p. Para estrelas mais massivas do que o Sol, o processo dominante é o ciclo CNO, em que o carbono, nitrogênio e oxigênio fazem o papel de catalistas da conversão. Estas reações ocorrem a temperaturas acima de 8 milhões de graus K, e densidades entre 1 e 100 g/cm³. Nestes casos, as taxas de reações nucleares são tais que n=1 e m=4 para o ciclo p-p, e n=1, m=15 para o ciclo CNO. Após a transformação de hidrogênio em hélio, o núcleo se condensa e esquenta, e a temperaturas acima de $10^8$ K, efetivamente combina três núcleos de hélio em um núcleo de ¹²C, com n=2 e m=40.

• Seção de Choque e Taxa de Reação
• Reações Não-Ressonantes
• Reações Ressonantes
• Escudamento Eletrônico
• Síntese de Elementos Pesados

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Introdução à Astronomia e à Astrofísica