химический каталог




Образование химических элементов в космических телах

Автор А.К.Лаврухина, Г.М.Колесов

температура, которую можно создать благодаря теплу, выделяемому при делении ядер урана медленными нейтронами. На этом принципе и основано действие водородных бомб.

В настоящее время ученые всех стран мира работают над проблемой осуществления управляемых термоядерных реакций. Некоторые успехи в этой области уже получены в Советском Союзе, США и Англии.

После решения этой проблемы человечество получит огромнейшие запасы внутриядерной энергии, которые полностью обеспечат его потребности в энергетических ресурсах на многие тысячелетия. Можно с уверенностью сказать, что в недалеком будущем люди создадут «свое солнце» на Земле.

Углеродно-азотный цикл термоядерных реакций был впервые предложен Г. Бете в 1939 г. Этот цикл предусматривает наличие углерода внутри звезд. Полная схема ядерных превращений приведена на рис. 33, а

©-протон Ф-нейтрон

Рис. 33 Схема ядерных превращений углеродно-азотного цикла.

некоторые характеристики — в табл. 10. При наличии углерода и значительно более высоких температурах, чем при протон-протонном цикле, в недрах некоторых звезд может происходить реакция присоединения протона к ядру углерода с образованием изотопа азота

1. С12 + Н1 N13 + т.

Продолжительность этой реакции 13 млн. лет. Ядро N13 неустойчиво, период его полураспада около 10 мин. Испуская позитрон, оно превращается в стабильный изотоп углерода С13;

2. N13-C13 + e+ + v.

Вследствие присоединения протона ядро С13 превра-,ается в ядро азота N14, изотопа, который составляет ;новное количество азота в атмосфере Земли:

3. С13 + H^N14 + ъ

Продолжительность этой реакции составляет 2,7 млн. эт. Примерно через каждые 320 млн. лет ядро N14 ахватьтает протон и превращается в ядро радиоак-ивного изотопа кислорода О15:

4. Nu + Н1 - О15 + f.

?то ядро кислорода неустойчиво (период полураспада мин). Оно превращается путем позитронного распада - стабильный изотоп азота N15:

^ 5. О15 - N15 f е+ + v.

Хикл завершается тем, что N15 захватывает протон и >аспадается на ядро С12 (ядро, с которого начинается декл реакций) и ядро гелия:

6. N15 + Н1 - С12 + Не4.

Таким образом, мы имеем циклическую реакцию, тротекающую примерно за 337 млн. лет, в которой изотоп углерода С12 является как бы катализатором, подобно катализаторам в обычных химических реакциях.

Многие реакции углеродно-азотного цикла исследо-заны в лабораторных условиях. Лучше других изучены реакции Cl2(p, y)N13 и Nl4(p, у)015. На" рис. 34 приведены полученные В. Фаулером и другими зависимости сече-кия этих реакций от энергии протонов. Видно, что их сечения быстро увеличиваются с ростом энергии прото-НОЕ. Например, сечение реакцииС12(р, y)Ni3 равно 3 X X 10~34 см2 для энергии 313 кэе и возрастает в 20 раз при энергии 358 кэе. Сечение этой реакции удалось определить даже при энергии протонов 80 кэе. Оно составляет 9 • Ю-9 мбарн. Это самое минимальное сечение, определенное в настоящее время в лабораторных условиях.

ПО

Следовательно, сечения реакций протон-протонного и особенно углеродно-азотного циклов увеличиваются с температурой, что приводит к резкому возрастанию скорости протекания реакций различных циклов и, следовательно, к увеличению скорости выделения энергии в них. На рис. 35 представлены кривые зависимости скорости выделения тепла обоих циклов от температуры при плотности вещества 100 г/смъ, весовых долях ядер водорода 0,8 и ядер углерода и азота 0,006. Видно, что углеродно-азотный цикл начинается только при температуре свыше 11 млн. град и выделение энергии в нем резко зависит от температуры вещества звезды. Например, при увеличении температуры от 14 до 20 млн. град оно возрастает более чем в тысячу раз. Из рисунка также видно, что обе кривые пересекаются в области примерно 16 млн. град, а это означает, что при данной температуре количество энергии, выделяемое при обоих циклах, одно и то же.

Если сравнить кривые рис. 35 с данными о светимости различных звезд, то станет ясно, что протон-протонный цикл должен доминировать для всех звезд с малой светимостью, расположенных в нижней правой части главной последовательности (см. рис. 15) и входящих в состав плоской составляющей галактик, подобных Млечному Пути. Температура в недрах этих звезд составляет менее 10 млн. град. Выше мы указывали, что таких галактик в Метагалактике сравнительно мало. Поэтому и число звезд, в которых протекает протон-протонный цикл, по-видимому, невелико. Значительно больше звезд, в которых наряду с этим циклом протекает и углеродно-азотный цикл. К таким звездам относятся и наше Солнце, и большинство звезд главной последовательности. В молодых горячих бело-голубых звездах, которые расположены в верхней левой части этой последовательности, протекает только углеродно-азотный цикл. Вычисления температуры звезд, обусловленной углеродно-азотным циклом, находятся в хорошем согласии с астрофизическими данными, о чем свидетельствуют данные табл. 11.

Общая продолжительность циклов превращения ядер водорода в гелий изменяется от 105 до 109 лет. Это самые длит

страница 33
< 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
shinglas финская черепица
реле протока danfoss
наклейки для декора
производство шкаф металлический

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
(29.05.2017)