プラズマ概論

2005.05.24 プラズマ概論高温プラズマ状態でのエネルギー発生 Fusion Reaction Bethe, Gamow 　　太陽エネルギー源としての核融合反応の定量評価がどうなされたか

１．太陽と人間のエネルギー生成率の単位重量あたりの比較１．太陽と人間のエネルギー生成率の単位重量あたりの比較 • 太陽：　　地球上におおよそ1kW/m2の熱フラックスを供給し続けている　　　太陽表面温度　　　　Tsun=6000K 太陽半径　　　　　　　Rsun=7E8m 太陽重量　　　　　　　 Msun=2E30kg • 人間 1日2000kcalを消費しエネルギー（体温）を維持している。　　　人間の重量 Mhuman=50kg 黒体放射 sT4S s=5.67E-8

太陽はおおよそ 0.0002 J/s/kg 　　　　　　　　　　　　　このエネルギー源は　　　　　　　　　　　　　　核融合 • 人間はおおよそ 2 J/s/kg このエネルギー源は　　　　　　　　　　　　　　化学燃焼

星のエネルギー源（核融合）を解き明かした人々星のエネルギー源（核融合）を解き明かした人々 H. Bethe G. Gamow

PP - Chain この反応は毎回26.2MeVのエネルギーを発生すると　毎秒何回反応は起きているのか？

P+P=>D(P+n)+e++n => 2erg/s/g in the sun • 量子力学クーロン反発に打ち勝ち核力が働くほど接近するトンネル効果の評価 • 核物理学 4P => He + 2 e+ +2 n • 統計力学高温陽子の速度分布関数と　　　　　融合反応率の算出

１）トンネル効果の評価 • 量子力学の大筋　　１）古典力学との接点　　　　　　最小作用の原理=>古典力学　　　　　　　作用　　　　　　<= 量子力学量子力学では作用の基準を　h[Js]　に置く

幾何光学波動光学 振幅と位相極限での一致は位相が急激に変化する領域これと同じ対応を力学にも適用する。古典力学量子力学（量子化された作用）（波動関数）２～存在確率

U(r) r RC RN Massの軽いものが最も透過可能

P:Fermi particle s=1/2 １つの量子状態に１個以上の粒子が同時に存在できない Initial state 従ってスピンが反平行の時最も接近しやすい。１S (singlet) ２個からなる系を考えるｄ：Ｂｏｓｅ粒子　s=1 Final state 基底状態は3Sのtriplet このためにはＰがｎに反電子を放出して転換されることが必要

反応断面積 P+P=>****=>D+e++n

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