Magas hőmérséklet kell kb. 15 millió oK szükséges hozzá! Ezen átlag nagyságrendileg 100 millió évente történik egy protonnal.(elég lassú)
Ha a két proton kötött lenne (azaz a 2He létezne), akkor ez csak percekbe telne.
(b) 2H + 1H => 3He + g + 5,5MeV (másodpercek alatt megy végbe)
(c) 3He + 3He => 4He + 2 1H + 12,8MeV
Végeredményben 4 protonból (H) lett egy hélium (He) mag. Atomokról ilyen hőmérsékleten nem, csak plazma állapotról beszélhetünk.
A nyomás nem engedi, hogy a hőmérséklet emelkedjen. Ma még vitatott, hogy a fúzió folyamatosan vagy szakaszosan zajlik le.
A napon belül vertikális keveredés gyakorlatilag nincs, a gravitációs nyomással a gázok és a fotonok nyomása egyensúlyt tart (nagyobbrészt a gázok). Eddig a pontig a nap egy szabályozott fúziós reaktorként viselkedik, de ha a hidrogén kiég, zavar keletkezik a szabályozásban Þ a belseje összeesik Þ a hőmérséklet nő, majd 100 millió K-en beindul a H fúziója nehezebb elemekké (pl 12C és 160 elemekké)Þ a csillag felfúvódik és vörös óriás keletkezik.
A vörös óriások instabilak és ritkák, mert ez a periódus rövid ideig tart. Az Orion csillagképben található az egyik legszebb példája.
Kis tömegű csillagok esetén (pl. a Nap) a vörös óriás állapottal megszűnik a magfúzió, a csillag évmilliárdok alatt lassan kihűl (fehér törpe). Nagyobb tömegű csillagok esetén további izgalmas folyamatok történnek (szupernóva robbanás, neutroncsillag, fekete lyuk), ezek tárgyalása azonban nem tananyag.
Fúzió a földön:
Nekünk nincs időnk 100 millió évet várni, valamilyen eltérő módszerre van szükség:
Þ17,6 MeV
Az energia nagy részét a neutron viszi.
Előidézése:
Gyorsítókkal vagy magas hőmérsékleten történik.
- az egy szabadsági fokra jutó átlagos energia.
Az átlagos energiát alapul véve elmondhatjuk, hogy körülbelül K-nél indulna be a folyamat.
Szerencsére egyes atommagok az átlagos energiától sokkal nagyobb energiával rendelkeznek (Boltzmann-eloszlás) és az alagút effektus is segít. Ezek miatt már lényegesen alacsonyabb hőmérsékleten is lehetséges a fúzió. Már nagyságrendileg 50 millió K-en beindul, tehát ez a folyamat lényegesen eltér attól, ami a Napban zajlódik.
A folyamat történhet
A., robbanásszerűen: hidrogénbomba (körülbelül 100 milliószor nagyobb energia, mint a kémiai égésnél (tömegegységre vonatkoztatva))
A magas hőmérséklet előállítása: hasadási bombával. Ha itt megállunk (neutronbomba)
A keletkezett gyors neutronok az hasításával még több energiát szolgáltathatnak.
B., szabályozottan: így is működik de az energia mérlege egyenlőre még negatív, mert a gyorsításhoz rengeteg energia kell és kizárólag elektromágneses falakkal lehet a minimum 50 millió K-es plazmát egyben tartani. Angliában most épül egy fúziós erőmű, ami állítólag pozitív energiamérlegű lesz. Ez a jövő energiaforrása lehet, hiszen egy fúziós erőmű nem termel radioaktív szennyező anyagokat.