La radiación que recibimos del Sol es causada por la energía liberada durante las reacciones nucleares en la estrella. El principal combustible nuclear del Sol son los núcleos de hidrógeno (un protón), que se fusionan para producir núcleos de helio (dos protones y dos neutrones). En esta actividad, los estudiantes crearán un diagrama que muestra cómo los núcleos de hidrógeno se fusionan para producir núcleos de helio y energía.
Durante la primera etapa del proceso, dos protones se fusionan para formar un par de protones y neutrones, conocido como Hidrógeno-2, o deuterio. Esto libera un neutrino y un positrón. Otro protón se fusiona con el núcleo de deuterio, creando un doble protón, triplete de neutrones, conocido como Helium-3, que también libera un positrón. Cuando un núcleo de Helio-3 se fusiona con otro núcleo de Helio-3, se forma un núcleo de Helio (He-4), liberando dos protones. En cada etapa de esta reacción, se libera energía.
Todos los elementos hasta el hierro (Fe) se crean durante las reacciones de fusión en las estrellas. Los elementos más pesados que el hierro se crean en explosiones de supernovas en una reacción llamada reacciones de captura de neutrones.
Para desafiar a los estudiantes más avanzados, pídales que piensen por qué se liberan neutrinos y positrones en cada etapa. Para los estudiantes que necesitan apoyo, corte el guión gráfico de ejemplo completo y pídales que junten las piezas en el orden correcto. Otra idea es que sus alumnos realicen diferentes visualizaciones descriptivas de diferentes reacciones de fusión, como la fusión de núcleos de helio para formar núcleos de carbono.
(Estas instrucciones son completamente personalizables. Después de hacer clic en "Copiar actividad", actualice las instrucciones en la pestaña Editar de la tarea).
Cree un guión gráfico para mostrar cómo los núcleos de hidrógeno se fusionan para producir núcleos de helio y energía. Esta es una reacción nuclear muy importante que ocurre dentro de estrellas como el Sol.
Involucra a los estudiantes simulando la fusión de hidrógeno usando materiales sencillos de aula. Las experiencias prácticas ayudan a los alumnos a visualizar cómo los protones se combinan para formar helio y liberar energía.
Recoge objetos como pelotas de colores, círculos de papel o bloques de construcción para representar protones, neutrones y electrones. Los accesorios visuales hacen que los procesos nucleares abstractos sean tangibles para los estudiantes.
Organiza a los estudiantes en pequeños grupos, entregando a cada uno una tarjeta de partícula (protón, neutrón, positrón, neutrino o fotón). El juego de roles hace que los pasos de la fusión cobren vida y fomenta la participación.
Guía a los estudiantes para que combinen y reorganicen físicamente sus accesorios para imitar reacciones de fusión—fusionando protones, creando deuterio, formando helio-3 y produciendo helio-4. Pausa después de cada paso para identificar qué se libera (energía, positrones, neutrinos).
Facilita una conversación sobre lo que observaron los estudiantes, enfocándose en cómo se crea energía y nuevos elementos en las estrellas. Conectar la simulación con la astrofísica real profundiza la comprensión y la retención.
La fusión de hidrógeno es el proceso en el que los núcleos de hidrógeno ( protones) se combinan para formar núcleos de helio dentro de las estrellas, como el Sol. Esta reacción libera grandes cantidades de energía, que alimenta las estrellas y proporciona la luz y calor esenciales para la vida en la Tierra.
Los estudiantes pueden crear un diagrama de storyboard que muestre cada etapa en la que los núcleos de hidrógeno se fusionan en helio. Usa formas para las partículas, flechas para las reacciones e incluye una clave para explicar los símbolos. Destaca la liberación de energía, neutrinos y positrones en cada paso.
Los pasos principales son: 1) Dos protones se fusionan para formar deuterio, liberando un neutrino y un positrón; 2) El deuterio se fusiona con otro protón para crear helio-3, liberando un positrón; 3) Dos núcleos de helio-3 se combinan para formar helio-4, liberando dos protones. Se libera energía en cada etapa.
Los neutrinos y los positrones son productos secundarios del proceso de fusión nuclear. Su liberación ayuda a conservar la energía, la carga y otras cantidades en las reacciones, y proporcionan evidencia de que la fusión está ocurriendo en el interior de las estrellas.
La fusión en las estrellas crea elementos hasta hierro (Fe) combinando núcleos más ligeros. En cambio, las reacciones de captura de neutrones en las supernovas producen elementos más pesados que el hierro, utilizando una oleada de neutrones cuando estrellas masivas explotan.