химический каталог




Образование химических элементов в космических телах

Автор А.К.Лаврухина, Г.М.Колесов

т сжатие с образованием сгустков. С помощью большого телескопа акад. В. Г. Фесен-ков совместно с Д. А. Рожковским на фотографиях газово-пылевых туманностей в созвездии Лебедя обнаружили волокна, которые распались на отдельные сгущения, образующие звездные цепочки. Было установлено, что образование этих звездоподобных сгущений произошло не более чем несколько тысяч лет назад. Исследования Фесенкова говорят о том, что образующиеся таким образом звезды имеют малую светимость и красноватый цвет.

Однако это, по-видимому, не единственный путь образования звезд. Недавно крупнейший советский астроном акад. В. А. Амбарцумян выдвинул гипотезу, согласно которой звезды, а также пылевые и газовые туманности возникают в результате взрыва некоторого сверхплотного вещества. Ниже мы покажем, что это вещество может образоваться на последней стадии существования белых карликов. Таким путем образуются бело-голубые звезды — одни из самых молодых звезд главной последовательности нашей Галактики.

Под действием гравитационного сжатия вещество будущей звезды начинает разогреваться. Сжатие происходит до того момента, когда температура вещества будет достаточно высокой для начала ядерных реакций. С этого момента начинает свое существование новая звезда. Дальнейшая эволюция звезды определяется в основном различными ядерными реакциями, которые мы опишем ниже.

а) Синтез ядер гелия

Новые звезды в основном состоят из ионизованных атомов водорода, т. е. из водородной плазмы. Поэтому, естественно, что на первых стадиях эволюции звезды протекают реакции с участием ядер водорода. Теоретические расчеты и сравнения с ядерными реакциями, полученными в лабораторных условиях, позволили установить, что для большинства звезд главкой последовательности и плоской составляющей нашей Галактики основные ядерные реакции приводят к синтезу гелия из ядер водорода.

Изучение спектров звездных атмосфер, как мы видели ранее, дает возможность определить температуру к плотность вещества звезд на их поверхности. На основании законов классической физики можно показать, что по мере продвижения в центр звезды температура и плотность резко увеличиваются. Например, в центре Солнца температура возрастает до 20 млн. град, а плотность вещества почти в 100 раз превышает плотность воды.

При температуре 20 млн. град, энергия теплового движения ядер водорода в плазме равна около 2 кэв. Из лабораторных опытов известно, что ядерные реакции с заряженными частицами вследствие потенциального берьера, возрастающего с увеличением порядкового номера элемента, не могут протекать при такой низкой температуре. Тем не менее имеются доказательства возможности протекания таких реакций, правда, с очень малой вероятностью. Это объясняется двумя обстоятельствами: максвелловским распределением скоростей частиц и туннельным эффектом.

В 1860 г. английский физик Дж. Максвелл установил закон распределения скоростей частиц газа, согласно которому при любой температуре существует некоторое число частиц со скоростями, значительно превосходящими среднюю скорость при данной температуре (рис. 31). Поэтому при любой температуре имеется какое-то сравнительно небольшое число частиц, энергия которых резко превышает среднюю энергию частиц(/зг )'•> последняя может быть найдена из уравнения

ft Г, (11)

где k—постоянная Больцмана, равная 8,61 •

• 10~5 эе/град; Т—абсолютная температура, °К . Можно вычислить, что при температуре в десятки миллионов градусов средняя энергия теплового дЕижения ядер водорода составит величину порядка нескольких килоэлектронвольт, а для части частиц за счет максвелловского распределения — значительно больше.

Если бы ядерные частицы подчинялись законам классической механики, то они могли бы преодолеть кулоновский барьер атомных ядер только при энергиях порядка нескольких мегаэлектронвольт. Но поскольку они подчиняются законам квантовой механики, они могут как бы «проныривать» кулоновский барьер (см. рис. 7), и таким образом сближение ядра и частицы происходит при более низких энергиях. Это прохождение частиц через потенциальный барьер называют уннельным эффектом. Для иллюстрации этого явле-ия укажем, например, что реакция Li7(p, 2а) протекает ри энергии протонов меньше 0,2 Мэв, хотя высота по-енциального барьера в пять раз больше.

Из вышеизложенного можно сделать вывод, что интез ядер возможен за счет реакции между заряженными частицами при энергиях порядка нескольких :илоэлектронвольт. Это объясняется также и тем, что гисло ядер водорода в центре звезды благодаря высокой плотности вещества значительно выше, чем можно юлучить на современных циклотронах. Это приводит ; увеличению числа столкновений между ядрами во-юрода.

Реакции, протекающие в звездах и приводящие к :интезу гелия из ядер водорода, «нагретых» в резуль-^те теплового движения, называются термоядерными.

В момент возникновения процесса синтеза ядер ге-шя звезда однородна по своему химическому составу. Во вследствие того, что температура в ее центре в тысячи раз больше, чем на по

страница 31
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54

Скачать книгу "Образование химических элементов в космических телах" (1.5Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
сколько месяцев нужно обучиться бух учету
мини 3д кинотеатр купить
перекраска с выпрямлением двери
как понять зарядилась зарядка у героскутера

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(05.12.2016)