Wasserstoffbrennen (pp-Kette) - Institut fÃ¼r Theoretische Astrophysik

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3.1 Die Proton-Proton Reaktion Die direkte Reaktion p + p → 2 He während einer p-p-Streuung ist nicht möglich, da das di-Proton sofort wieder in zwei Protonen zerfällt. H. Bethe hat 1937 erkannt, daß durch die schwache Wechselwirkung während der kurzen Zeitspanne des Streuvorgangs zwischen zwei Protonen eines davon durch β + –Emission in ein Neutron übergehen kann. Diese Reaktion ist an sich endotherm mit einer Reaktionsenergie von 0.782 MeV, weil das Neutron schwerer als das Proton ist, und kann eigentlich nicht auftreten. Die Rekombination eines Neutrons mit einem Proton zum Deuteron setzt aber andererseits eine Energie von 2.2245 MeV frei, sodaß ein Übergang während der p-p-Streuung zum Deuteron im Endeffekt exotherm mit einer Energiefreisetzung von ∆E = −1.442 MeV ist. p ✟ ✟✟✟✟✟✟✟✯ ❄ ❄ n 0.782 MeV 2.224 MeV D 1.442 MeV Abbildung 3.1: Energiezustände bei der <strong>pp</strong>-Reaktion Seite: 3.5
Die Proton-Proton Reaktion Bei dieser Reaktion wird wegen der Ladungserhaltung gleichzeitig ein Positron freigesetzt, das die positive Ladung mitnimmt, und wegen der Leptonenerhaltung wird gleichzeitig auch ein Neutrino emittiert. Die Reaktionsgleichung lautet somit insgesamt p + p −→ D + β + + ν . (89) Die Reaktionsenergie teilen sich das β + und das ν. Diese Reaktion ist die Starterreaktion verschiedener daran anschließender Reaktionssequenzen unterschiedlicher Varianten der Proton-Proton <strong>Kette</strong>, die schließlich zur Umwandlung von jeweils vier Protonen in einen He-Kern führen. Seite: 3.6
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