La fusione nucleare si verifica quando due nuclei atomici di elementi uguali o diversi si uniscono per formare un unico nucleo di un elemento più pesante dei precedenti. La quantità di energia liberata in questo processo è elevatissima, è però molto difficile che i due nuclei si uniscano, questo a causa del fatto che essendo entrambi di carica positiva, la repulsione coulombiana tra i due nuclei (inversamente proporzionale al quadrato della distanza) assume valori elevatissimi quando la distanza tende a zero, cioè quando i due nuclei si avvicinano per unirsi.
Perchè abbia luogo la fusione quindi, deve essere applicata ai due nuclei una forza sufficiente a contrastare e vincere la repulsione coulombiana, ed a permettere ai nuclei di avvicinarsi abbastanza da entrare nel raggio d'azione delle forze nucleari, che li terranno uniti a formare il nucleo pesante.
Una stella è fatta di gas, essenzialmente idrogeno ed elio, molto leggeri. Tuttavia la quantità di questi gas costituisce una massa enorme, che quindi è sottoposta ad una contrazione gravitazionale grandissima ( la massa del Sole è 1,989 x 1030 kg ).
Quindi la pressione esercitata dai vari strati della stella sul nucleo centrale è grandissima, ed è proprio questa pressione che vince la repulsione coulombiana e che fa fondere i nuclei.
Dapprima si fonderanno nuclei d'idrogeno ( protoni ) per formare elio; una volta esaurito l'idrogeno, iniziera la fusione dell'elio e così via fino al ferro.
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