Fusion au coeur des étoiles

[HilmaniA]

Bonjour à tous, je suis en première générale et en enseignement scientifique on a traité de la fusion nucléaire ,de la formation des étoiles et des éléments chimiques naturels, étant un sujet qui m’intéresse j'ai fait des recherches plus approfondies mais la quantité d'information m'a conduit me poser une question L’Hélium au sein des étoiles est-il crée par la fusion d'un deutérium et d'un tritium ou de la fusion de deux tritium?
Voilà ma question et Merci.

fusion nucléaire.png Chaîne de réaction proton-proton.jpg
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[XK150]

Bonjour ,

Dans les étoiles schéma de droite " fusion hydrogène - hydrogène " dit aussi " fusion 4 p " , fusion 4 protons .

Schéma de gauche , la " plus facile " à réaliser la fusion D - T , celle que l'on cherche à obtenir dans les machines à fusion , sur terre .

[HilmaniA]

Merci pour ta réponse. Donc si je comprends bien les deux sont possibles mais la fusion du Deutérium et du tritium est "plus facile".

[Calvert]

Salut,

dans les étoiles, il y a deux canaux principaux pour fusionner l'hydrogène en hélium. Pour les "petites" étoiles (moins de environ 1,5 fois la masse du Soleil), l'énergie est principalement produite via les chaînes pp. C'est l'image que tu montres dans ton message. Pour les étoiles plus massives, la fusion est effectuée en utilisant le carbone, l'azote et l'oxygène comme catalyseurs : le cycle CNO.

[A voir en vidéo sur Futura]

[XK150]

Merci pour ta réponse. Donc si je comprends bien les deux sont possibles mais la fusion du Deutérium et du tritium est "plus facile".

Oui , il y a plein d'autres réactions de fusion , mais la fusion D-T ne se produit pas dans les étoiles , objet de votre question .
https://fr.wikipedia.org/wiki/Structure_stellaire

[HilmaniA]

Merci pour vos réponses, elles m'ont bien aidées à comprendre.

[HilmaniA]

Merci pour vos réponses, elles m'ont bien aidées à comprendre.

[Gilgamesh]

(repost)

La réaction proton - proton (aka chaine p-p) est certainement la réaction de fusion la plus courante de l'Univers. Et elle est pourtant quasi "impossible" C'est la SEULE qui soit réellement inutilisable pour produire de l'énergie sur Terre, en tout cas

La raison en est que ce n'est pas une 'vraie' réaction de fusion, en fait. Une fusion "normale" ça se passe quand tu rapproches deux noyaux de disons, moins de 1 fermi (10-15 m), que l'interaction forte, comme un velcro surpuissant peut alors les retenir de ses petits bras musclés (très musclés mais très courts) ET que l'édifice ainsi formé est plus stable que l'état de départ, en additionnant l'interaction forte et la répulsion coulombienne. Or tu peux rapprocher deux protons aussi près que tu veux, il ne se passera rien. La réaction n'a donc jamais été observée en labo... Un noyau pp, ça n'est pas stable. Trop de charges positives, mon fils, faut des neutrons pour que ça colle.

Sauf si tu as la patience d'attendre, boualé... une 'tite dizaine de milliards d'années... Le temps qu'un des deux protons (Après vous, mon cher - Je n'en ferais rien - Vous m'obligeriez - C'est fort urbain, mais non - Je vous en pris - Vous d'abord...) ait la bonne idée de subir une "décroissance bêta +" pour se transformer en neutron, en éjectant un positon (e+) et un neutrino électronique ve (pour équilibrer la charge "d'antiélectronicité" de e+) et ce, au moment même de la rencontre. Or ce phénomène, purement stochastique, résulte d'un "courant chargé" (interaction faible) c'est à dire de l'émission par effet tunnel d'un boson W+. Un quark u du noyau se change en quark d ce qui transforme le proton en neutron. Le boson W+ étant un gros pépère (81 GeV) il se propage peu et voila ce qui rend les protons si polis.

p + p -> pn (deutérium) + e+ + v (+1,44 MeV dans lequel on compte l'anihilation des positons - 0,26 MeV en moyenne, emporté par le neutrino, pour qui l'étoile est transparente)

En fait cette réaction en contient deux : soit un proton se désintègre par émission bêta à proximité d'un autre proton pour former un état lié, le deuton (un noyau de deuterium), un positon et un neutrino. C'est la réaction de base. Soit, mais beaucoup plus rarement (0,4% des cas) les deux proton fusionnent en absorbant un électron soit une réaction à 3 corps "la chaine p-e-p" aboutissant elle aussi à la production d'un deuton et d'un neutrino, sans émission de positon cette fois.

Bon, quoiqu'il en soit, il se forme un deuton D et les choses s'enchainent ensuite rapidement. Avec une demi-vie de 6 secondes le deuton absorbe un proton et forme du He3

p + pn -> He3 (=ppn) + 1 photon (+ 5,49 MeV)

Puis, à leur rythme (900 000 ans) deux He3 vont fusionner pour produire de l'hélium 4 : He3 + He3 -> He4 + 2 p (+12,86 MeV), dans 85% des cas ou réagissent avec de l'He4, dans 15% des cas, pour produire du béryllium 7 et à cui ci il arrive plein de misères, il se désexcite en lithium 7 par capture électronique et Li7, absorbant un proton, forme de He4 ou, très rarement (0,02% des cas) Be7 absorbe un proton pour former du bore 8 qui lui même se désintègre en 2 He4, ouf.



Soit au total:

4p -> He4 + 2 photons + 2 e+ + 2v + 26,72 MeV - 0,52 MeV (ce qu'emportent les deux neutrinos)


Grâce à la course à la lenteur qui initie la chaine, les étoiles vivent a peu près ce que vivent les protons.

Si c'était une réaction en chaine, les étoiles disparaitraient à peine formée.