太陽の核融合webシミュレーション-太陽内での陽子の核融合を観察!

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太陽の内部で起こっている核融合反応のシミュレーションをブラウザ上で実行し、陽子からヘリウムとエネルギーが発生する様子を観察できるサイトツールです。

上の埋め込み内でも使えますが、うまく動かない・大きなページで使いたいというときは、元の太陽の核融合シミュレーションページへ(新しいタブで開きます)。

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太陽の内部で起きている核融合

私たちの太陽が光り輝き、熱を放っていられるのは、内部で起きている「核融合反応」によるものです。

特に、太陽のような質量の恒星では、陽子‑陽子連鎖反応(“p‑pチェイン”)と呼ばれる一連の融合反応がエネルギー源の中心です。

この反応では、まず2つの軽水素原子核(陽子)がぶつかり合って重水素を作り、その後さらに陽子が加わってヘリウム3になり、最後にヘリウム3どうしがぶつかってヘリウム4をつくる過程で大量のエネルギーが放出されます。

ヘリウム4ができるときに、陽子が2つまた生成されます。

簡単に書くと:

  • 陽子 + 陽子 → 重水素 + 陽電子(e⁺)+ニュートリノ
  • 重水素 + 陽子 → ヘリウム3 + γ線(ガンマ線)
  • ヘリウム3 + ヘリウム3 → ヘリウム4 + 陽子 + 陽子

このような過程を通じて、質量の一部がエネルギーに変換され(E=mc²)、それが太陽から放射される光や熱になります。

また、反応の起こるためには太陽内部の中心部で1,500万度を超える温度と高い圧力が必要で、これが「なぜ太陽の中心部だけで核融合が起きるか」という現象の鍵です。


ツールの使い方

このツールは、「太陽内部で起きる核融合の様子」を視覚的にシミュレーションできるWebページです。誰でも直感的に操作できますので、以下の手順でお使いください。

  1. ページを開くと「太陽の核融合シミュレーション(p‑pチェイン)」という見出しが表示され、色分けされたリストで各粒子の説明があります(赤=陽子、緑=重水素、青=ヘリウム3、オレンジ=ヘリウム4)。
  2. 「開始」ボタンをクリックすると、円形の白いフィールド(太陽内部をイメージ)が黒い宇宙背景の中に表示され、赤色の陽子が多数ランダムに飛び回り始めます。
  3. 陽子どうし・重水素+陽子・ヘリウム3どうしがぶつかると、核融合が起きたことを示す「核融合発生!」という文字が画面下部に一瞬出ます。
  4. 特に、ヘリウム3どうしがぶつかったときには、ヘリウム4に変化して、赤色の陽子が2つ飛び出す仕組みも演出されています。
  5. 「リセット」ボタンを押すと、粒子が最初の陽子のみの状態に戻り、シミュレーションを最初からやり直せます。
    このように、視覚的に核融合のプロセスを「粒子が飛び回り、ぶつかって変化してまた飛び出す」という形で体験できますので、学びながら楽しむことができます。

まとめ

  • 太陽内部では、陽子を材料にして「p‑pチェイン」と呼ばれる核融合反応が主要なエネルギー源となっています。
  • その反応は「陽子+陽子 → 重水素 → ヘリウム3 → ヘリウム4」という段階を経て進み、質量差がエネルギーに変わることで太陽は光と熱を放ち続けています。
  • このツールを使えば、色分けされた粒子が円形フィールド内を飛び回り、ぶつかって変化して陽子が飛び出す様子など、核融合の流れを直感的に観察できます。
  • 学習やプレゼンテーション用途にも使え、核融合のしくみを視覚的に理解する助けになります。

どうぞ、このツールを使って“太陽の中で何が起きているか”を体験してみてください!

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