Sonnenuntergang in Kassel (Lara Bendig)

Freitag, 19. März 2021

Warum die Sonne leuchtet, Grund 4: pp-Zyklus

 Letzter Post dieser Reihe war am 13.3.

Die große Masse der Sonne, die starke Kraft und der Tunneleffekt sorgen dafür, dass sich im Inneren der Sonne Protonen so nahe kommen können, dass der Verschmelzungsvorgang einsetzt.

Angetrieben durch die starke Kraft fallen die Protonen aufeinander zu. Dabei geraten sie auch in den bereich der schwachen kraft.

Diese ermöglicht die Umwandlung eines Protons in ein Neutron, ein Positron  und ein Elektronen-Neutrino (im Bild mit ν bezeichnet).

Das Positron (e+) ist das Anti-Teilchen vom Elektron und trägt die positive Ladung des Protons weg. 

Das Elektronen-Neutrino kompensiert die entstandene Anti-Elektronen-Eigenschaft des Positrons und fliegt nahezu ungehindert aus der Sonne heraus.

In der Natur darf halt nichts Neues entstehen, alles Neue (wie ein Positron) muss kompensiert werden (durch das Elektronen-Neutrino).

Das Positron zerstrahlt sich mit einem Elektron zu Gammastrahlung, eine der Energiequellen im Sonnenzentrum.

Das Proton und das Neutron können nun gebunden durch die starke Kraft aneinander haften, es ist ein pn-Kern, ein Deuteron (Kern von schweren Wasserstoff).

Dieser Vorgang muss zweimal stattfinden.

Zwei pn-Kerne können dann auch miteinander verschmelzen, die freiwerdende Energie (nicht vergessen: auch sie fallen durch die starke Kraft aufeinander zu), wird ebenfalls als Gammastrahlung abgegeben.

Es entsteht pnp, also der Kern vom leichten He3.

Vershcmelzen nun zwei He3-Kerne miteinander, so bidlet sich das normale He4 pnpn. Zwei Protonen, angereichert mit Bewegungsenergie, werden wieder frei und stehen erneut zur Verfügung.

Insgesamt hat sich aus 4 Protonen (H-Kern) ein He-Kern gebildet: 4H ergibt He.

Die freigesetzte Energie merkt man daran, dass die Masse des He-Kerns kleiner ist als die vierfache Masse eines Protons.

Dieser Massendefekt ist direkt die Energieabgabe der Sonne. Er beträgt pro Sekunde etwa 4,4 Millionen Tonnen.

Wenn man so will, ist das die Masse des Sonnenlichtes.


 

Übrigens: Die Neutrinos aus dem Sonnenkern kann man auf der Erde nachweisen (siehe Bild aus dem Sonneninneren).

Es hat Jahrzehnte gedauert, bis man gemerkt hat, dass sie sich auf dem Weg zur Erde in Myonen- und Tau-Neutrinos umwandeln. Die entscheidende Untersuchung wurde im SNO-Lab in Kanada gemacht

(Video unter Besuch im SNOLab

 www.natur-science-schule.info/physik)


 



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