Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Химия -> Хендерсон П. -> "Неорганическая геохимия" -> 15

Неорганическая геохимия - Хендерсон П.

Хендерсон П. Неорганическая геохимия: Пер. с англ.. Под редакцией В. А. Жарикова — М.: Мир, 1985. — 339 c.
Скачать (прямая ссылка): inorg_chem1985.pdf
Предыдущая << 1 .. 9 10 11 12 13 14 < 15 > 16 17 18 19 20 21 .. 134 >> Следующая

180 (р, у) 17Р->- 170 + :ё+ + V,V
170(р, а)14И.
160 может быть получен из 151М, который образуется в СЫ-цикле:
15Ы(р, 7) "О,
и хотя на 104 реакций образования 12С приходится только четыре таких, тем не менее эта реакция не лишена некоторого значения. Поэтому при температурах ниже 108 К имеет место двойной СгЮ-цикл:
->¦ 12С (р, т) 13М -»- 13С -|- е+ -1- V
13С(р, 7)14Ы
---„ 14Ы(р, 7) "о -^ 1зг>5 -1- о-^ -V
15Ы (р, а) 12С
15Ы (р, 7) "О
10О (р, 7) 17Р -»- ,70 -Ь о.+ ¦¦]- V
170(р, а)14Ы
42. Часть I
Процессы горения водорода продолжаются в течение наибольшей части активной жизни звезды.
Для образования более тяжелых элементов необходимо, чтобы происходило горение гелия. Оно начинается, когда выгорает водород, и ядро претерпевает дальнейшее сжатие. При этом плотность достигает примерно 105 г/см3, а температура—108 К. Горение гелия, аналогичное процессам горения водорода, приводит к образованию 8Ве при столкновении двух альфа-частиц. Хотя период полураспада 8Ве очень мал (2,6-10-16 с), этого как раз достаточно, чтобы обеспечить небольшие равновесные концентрации этого элемента. (Подсчитано, что при условиях, существующих на данной стадии звездной эволюции, на каждые 109 альфа-частиц приходится один атом 8Ве). Эта равновесная концентрация допускает взаимодействие частиц 8Ве и 4Не:
7Ве(а, <у)"С.
Ввиду краткости периода полураспада 8Ве можно рассматривать процесс образования 12С как взаимодействие трех альфа-частиц. Вероятность протекания этой реакции мала, но нужно помнить, что на этой стадии существуют большие концентрации ядер гелия с высокой энергией, причем время, в течение которого может протекать данный процесс, весьма значительно (около 108 лет).
Следует заметить, что описанный выше процесс горения гелия не приводит к образованию ядер лития, бериллия или бора как стабильных конечных продуктов. С действием такого механизма горения гелия связана низкая космическая распространенность вышеназванных элементов.
С появлением во внутренней области звезды стабильных ядер 12С сейчас же возникает возможность дальнейших процессов с участием альфа-частиц. Такими реакциями могут быть следующие:
12С(сс, у) 160 (выделяющаяся энергия равна 7,2 МэВ), 160(а, 7)20Ne (4,7 МэВ), 2°Ne(a, у) 2*Mg (9,3 МэВ).
Рождению более тяжелых ядер по этому механизму при температуре около 108 К препятствует быстрое возрастание ку-лоновского барьера.
Точный состав газа к моменту выгорания гелия до сих пор неизвестен. Мы уверены, что основными нуклидами являются 12С и 160, но несомненно также присутствие некоторого количества других нуклидов. Например, 14N представляет собой продукт CNO-цикла, а его появление в процессе горения гелия, будет вызывать образование 180 и 22Ne по механизму захвата альфа-частицы. Поскольку мы не знаем вероятного количества
2. «Космическая» распространенность элементов и нуклеосинтез 43
14Ы, которое может существовать к концу горения водорода, нельзя оценить количество более тяжелых ядер.
2.3.3. Дальнейшее горение и фотодезинтеграция. В конце стадии горения гелия происходит гравитационное сжатие и подъем температуры звезды. Сжатие обусловлено тем, что с прекращением горения гелия лучистое давление из ядра наружу уменьшается. В наследство от последней стадии остаются наиболее распространенные нуклиды 12С и 160, и при заметном подъеме температуры могут происходить следующие реакции:
12С(12С, р)23№,
12С(12С, а)2°№.
Протоны, образовавшиеся в ходе первой реакции, поглощаются любым свободным 12С:
12С(р, т)1^ ->¦ 1зс_|_е+4^,
а альфа-частицы, образовавшиеся во второй реакции, могут захватываться 13С с образованием свободных нейтронов:
13С(а п)1вО
или взаимодействовать с 160, 20Ке, 24М.?, давая 20Ые, 241\^ и 28Б1 соответственно. Реакция между 12С и 160, по-видимому, не является существенным процессом, возможно, потому, что температура (— 8 -108 К) этой стадии недостаточна для преодоления кулоновского барьера. Реакции 12С—12С с более низким куло-новским барьером происходят со сравнительно большой скоростью.
Нуклид 160, сохранившийся после горения гелия, может участвовать в реакциях, аналогичных реакциям для 12С, но при более высокой температуре, около 2-109 К, например:
10О(16О, п)313,
*вО(1вО, р)81р,
1Ю(г«0, а)2а31
Процессы, о которых идет речь, можно отнести к горению углерода и кислорода; в результате образуются элементы Ме, Иа, М^, А1, Р, Б и Б*.
В более ранних процессах нуклеосинтеза реакции слияния нуклидов экзотермичны, поскольку энергия связи каждого образовавшегося ядра больше, чем энергия связи реагентов. Энергия связи изменяется в зависимости от атомной массы (рис. 2.3), а наибольшую энергию связи имеет ядро 56Ре. На рис. 2.3 видно, что для других ядер наблюдается уменьшение энергии связи, умеренное — с ростом массового числа и быстрое— с его уменьшением. Энергия связи становится важным параметром на стадии горения углерода и кислорода, потому
44 Часть I
что температура теперь достаточно высока для того, чтобы началась фотодезинтеграция ранее сформированных ядер. Слабосвязанные протоны и нейтроны (с общим названием «нуклоны») перераспределяются путем «фотодезинтеграциоиной перегруппировки» в более устойчивые состояния, поэтому энергия будет по-прежнему выделяться. Количество выделяемой в этом процессе энергии определить нельзя, поскольку при такой высокой температуре присутствие неизвестной стационарной концентрации свободных нуклонов понижает энергию по сравнению с
Предыдущая << 1 .. 9 10 11 12 13 14 < 15 > 16 17 18 19 20 21 .. 134 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed