Módulo de Radiactividad - Proyecto colaborativo Matemática y Ciencias de la Naturaleza

En el núcleo del Sol, la fusión nuclear ocurre a una temperatura aproximada de 15 millones de grados. En dicho proceso de transformación de hidrógeno en helio se origina la energía solar. Este mecanismo de fusión nuclear puede ocurrir a partir de los 10 millones de grados y se denomina cadena protón protón.

La siguiente animación nos permite comprobar que 4 núcleos atómicos de hidrógeno se transforman en un núcleo atómico de helio, generando la energía solar que es liberada a partir de dicho proceso.

.

¿Cuánta energía se libera en esta reacción?

Un núcleo de hidrógeno, es decir el protón, tiene una masa atómica que vale 1,0076

Por lo tanto si sumamos la masa de 4 núcleos de hidrógeno tendremos: 4,03 U.M.A.

Pero el núcleo de helio tiene una masa de 4,0026 U.M.A. Por lo tanto, si el hidrógeno se transformó en helio, se perdió algo de masa, la diferencia entre:

4,03 - 4,0026 = 0,0274 U.M.A.

Quiere decir que el Sol ha perdido masa durante la transformación. Esa masa se transformó en rayos gamma, y en la energía cinética llevada por los positrones y los neutrinos desprendidos durante las reacciones nucleares.

Pero dicha masa se puede calcular mediante la ecuación dada por Einstein de equivalencia entre masa y energía:

E = m . c² 

E: energía - se expresa en ergios

m: masa que se pierde en la transformación - se expresa en gramos

c: velocidad de la luz - se expresa en centímetros por segundo

Si se transforma un gramo de hidrógeno en uno de helio (menos la diferencia de masas, que será de 0,0007 gramos), se libera una energía de aproximadamente 750.000 kilovatios/hora.

En el Sol, en cada segundo que transcurre, se transforman 640 millones de toneladas de hidrógeno en 636 millones de toneladas de helio. Por lo tanto 4 millones de toneladas de materia solar se convierten en energía radiante. Pero como el Sol tiene una masa de 2 quintillones de kilos, es decir 2 x 10³⁰ kg, no le implica notorios cambios y es tan grande el Sol que aún tiene reservas de energía para muchos miles de millones de años.