Pontosan milyen energia szabadul fel, mikor hidrogénbomba robban?

Kötési energia. Az egyesülő magok tömege külön-külön nagyobb, mint egyesülés után. A tömegkülönbségből származó E=mc^2 energia szabadul fel. Azért nagyobb, mert itt van a legnagyobb tömegkülönbség. Van egy fajlagos kötési energia görbe:

[link]

Itt láthatod a szintek közötti különbséget. A görbének van egy minimuma, az a vas csoportnál van: vas, kobalt és nikkel. Eddig energiatermelő folyamat a fúzió és másik oldalról a hasadás. Emiatt van az, hogy ha elég nagy tömegű egy csillag, hogy benne a vas csoportig végig menjen a fúzió, akkor utána már nincs több energiatermelés és megszűnik az ebből fakadó sugárnyomás, így az már többé nem tud ellen tartani a gravitációnak és összeomlik a csillag és szupernóvaként ledobja a külső rétegeit.

Igen, azt akartam. A képen a függőleges tengelyre való vetületét nézd a zöld vonalnak, illetve a kékeknek. Látható, hogy nagyobb függőleges tengelymenti távolságnak felel meg a zöld, ami a fúziót jellemzi. A függőleges tengelyen az energia van, ebből lehet látni, hogy fúziónál szabadul fel a legtöbb energia, méghozzá a hidrogénből héliummá válás során (itt a legnagyobb az ugrás a görbén).

Ha megnézed a görbét, akkor látod, hogy a vas-csoportnál megfordul és ismét felfele megy. Ez tapasztalat. Egyszerűen szólva, amíg a grafikonon lefele megyünk, addig energiát nyerünk, ha pedig fel akarunk menni, akkor energiát kell adnunk. Mivel a vas-csoport van legalul, ezért a grafikon elejétől, tehát a könnyű elemektől és a grafikon végétől, tehát a nehéz elemektől a vas felé haladva energiát nyerünk a magfizikai folyamatok által. Ha a könnyű magoktól akarjuk elérni a vasat, akkor fuzionálni kell, ha a nehezektől, akkor hasadni. Ezért energiatermelő folyamatok ezek a vasig. Ha vasnál nehezebb elemeket akarsz fúzióval létrehozni, ahhoz neked kell energiát betenned a rendszerbe, ugyanez igaz akkor is, ha vasnál könnyebb elemeket akarsz hasítani.

Szemléletesen egy példa. Legyen mondjuk két magunk, amelyek könnyebbek, mint a vas, a tömegük legyen 1 és 1. Ha összeállnak, akkor nem 2 lesz a tömegük, hanem mondjuk 1.8. Tehát 0.2 tömeget vesztettek, ezt E=0.2c^2 energiaként sugározzák ki. Innen jön az energia. Ha most visszafele akarunk jönni a vastól mi történik?

Van az előbb létrejött mag, aminek a tömege 1.8. Ha széthasadna a két alkotó részére, akkor lenne 1 és 1 tömegű két mag. Viszont ehhez be kell fektetni 0.2 tömegnek megfelelő energiát. Szóval a vas-csoport alatt energia kell a hasadáshoz. Ugyanez igaz fordítva a vas-csoport felett is.

Az így keletkező energia nagy része fotonokként van jelent, meg lehet fordítani is a folyamatot. Példát kozmológiával kapcsolatban tudok mondani. Az univerzumnak volt egy olyan időszaka, amikor szinte csak sugárzás töltötte ki, tehát rengeteg foton, ekkor nagyon forró is volt. Egy bizonyos hőmérséklet ~6 milliárd K felett, elértük az elektronok nyugalmi tömegének megfelelő energiát, ekkor két gamma foton ütközése képes volt kelteni egy elektron-pozitron párt. Ha tovább megyünk a hőmérsékletben feljebb és így vissza az időben, akkor elérjük az 1.2 billió K-es hőmérsékletet, ekkor a fotonok energiája elérte a müonok nyugalmi tömegét, így két gamma foton ütközése képes volt müon párokat kelteni és így tovább. Ehhez ahogy láthatod szörnyen magas hőmérsékletek kelletek, de lehetségesek az ilyen folyamatok is.

"Ugyanez igaz fordítva a vas-csoport felett is. "

Még annyit hozzáteszek, hogy ez így nem teljesen igaz. Ahogy már leírtam vas felett energia kell a fúzióhoz, de más okokból, mint amiért energia kell vas alatt a hasadáshoz. Ezt szerintem, ha nem akarsz komolyabban elmerülni a magfizikában, akkor csak fogadd el.