химический каталог




Образование химических элементов в космических телах

Автор А.К.Лаврухина, Г.М.Колесов

инает сжиматься, что сопровождается постепенным разогреванием всей массы

звезды. Это, как мы указывали выше, приводит к

увеличению скорости углеродно-азотного цикла, который протекает в промежуточном слое звезды. Из

рис. 35 (кривая 2) видно,

что тепловыделение в этом

центре очень быстро растет с увеличением температуры. Это обстоятельство и может явиться причиной теплового взрыва оболочки звезды, который мы,

по-видимому, и наблюдаем

при вспышках Новых

звезд. В связи с тем, что Рис. 37. Схема строения в углеродно-азотном цикле

красного гиганта. имеется два процесса |3+ распада с периодами полураспада 10 мин для N13 и 115 сек для О15, которые, как мы знаем, остаются постоянными при любых температурах и давлениях, скорость цикла лимитируется именно этими процессами. Поэтому быстрое ускорение процессов превращения водорода наружного слоя ядра звезды в гелий прекращается очень скоро после начала взрыва, когда все ядра С12, захватив протон, должны превращаться в ядро С13 по цепочке

С12 (/>, ?)N

1310 мин

43

Это положение в общих чертах соответствует явлениям, наблюдаемым при вспышках Новых звезд, и объясняет аномальный химический состав, наблюдаемый, например, у Новой Геркулеса 1934 (см. рис. 18).

Так как при вспышке только небольшая доля водорода успевает превратиться в гелий, то химический состав звезды в процессе взрыва в общем изменяется мало. Это приводит к тому, что подобные взрывы могут повторяться, что и обнаружено для ряда Новых звезд. Правда, звезды, претерпевшие вспышки, должны иметь аномально высокое отношение С13 к С12. Действительно, наблюдаются звезды, в которых оно достигает единицы. Так как углеродно-азотный цикл преобладает для бело-голубых звезд плоской составляющей нашей Галактики, то становится понятным, почему вспышки Новых звезд обнаружены именно в в ней и почти никогда не наблюдаются в сферической составляющей, в которой бело-голубые звезды отсутствуют.

б) Слияние ядер гелия

В связи с тем что в ядрах образовавшихся красных гигантов, состоящих из гелия, не происходят ядерные реакции, ядра таких звезд претерпевают дальнейшее гравитационное сжатие, за счет которого увеличиваются температура до 100 млн. град и плотность до нескольких сотен тысяч граммов на кубический сантиметр. В этих условиях и начинается новый термоядерный процесс — слияние ядер гелия, который так же, как и термоядерный процесс синтеза гелия, не осуществлен еще в лабораторных условиях на Земле. Происходит образование ядер С12 через промежуточную стадию, которая может быть записана следующим образом:

Не4 + Не4 + Е (95 кэе) = Be8 + 7,

затем идет процесс последующего присоединения ядра гелия с выделением большого количества энергии

Be8 + Не4 = С12 + у + 7,4 Мэв.

Время жизни ядра Be8 чрезвычайно мало и составляет 10~17 сек; оно распадается на две альфа-частицы. Но при температурах порядка 150 млн. град и высокой плотности его количество, по-видимому, достаточно для образования ядер С12.

Возможен и непосредственный синтез С12 из ядер гелия по реакции

ЗНе4 - С12.

Эта теоретически предсказанная реакция была недавно доказана экспериментально по обратному процессу— процессу распада возбужденного ядра С12 на три альфа-частицы. Рассчитано время этой реакции. Так, при температуре примерно 1 • 10s град и плотности около 104 г/смъ оно составляет 106 —107 лет. Захват ядер гелия вновь образующимся ядром С12 может идти и дальше вплоть до образования ядер Mg24. Этот процесс протекает следующим образом:

С12 + Не4 - О16 + Т, О16 -Ь Не4 - Ne20 + Г, Ne20 + Не4 - Mg24 + 7.

Как правило, после образования ядра Mg24 процесс последовательного присоединения ядер гелия приостанавливается, поскольку с увеличением порядкового номера ядер резко возрастает высота потенциального барьера присоединения альфа-частиц. Например, для ядер с Z = 10 высота барьера равна около 1 Мэв, для ядер с Z = 20 она составляет уже 4 Мэе. В красных гигантах ядра гелия имеют энергию всего лишь около 100 кэв. Поэтому даже при наличии максвелловского распределения вероятность их захвата ядрами с Z>10 резко уменьшается, и вероятность образования более тяжелых ядер сильно снижается, (а, у)-Реакцию при малых энергиях альфа-частиц в лабораторных условиях осуществить пока не удалось. Теоретическими расчетами установлено, что вероятность образования ядер в рассматриваемом процессе на 1 г материала звезды в десять раз меньше вероятности образования ядер гелия из ядер водорода. Предполагается, что имеющегося в красных гигантах гелия хватает на 107 — 108 лет.

По мере израсходования гелия в центре ядра звезды последнее сжимается, при этом вновь возрастает температура, которая может достигать миллиардов градусов. При таких условиях возможен процесс слияния двух ядер С12 с образованием изотопов Mg24, Ne20 или Na23 по реакциям:

2С12 = Mg24,

2С12 = Ne20 + Не4,

2С12 = Na23 + /».

Реакции такого типа могут быть осуществлены в лаборатории только при значительно больших энергиях ядер углерода — около 100 Мэв. В условиях красных гига

страница 35
< 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
стул изо оптом
Рекомендуем компанию Ренесанс - п-образная лестница на второй этаж - качественно и быстро!

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
(29.04.2017)