химический каталог




Образование химических элементов в космических телах

Автор А.К.Лаврухина, Г.М.Колесов

нтов при указанной выше температуре энергия этих ядер равна примерно 1 Мэв. Однако благодаря чрезвычайно высокой плотности вещества описанные реакции могут протекать и в таких условиях.

На этой стадии в звезде появляются условия для протекания различных реакций. Например, в результате (а, у)-Реакций образуются гамма-кванты с энергией, равной нескольким мегаэлектронвольтам. Они могут Еыбить альфа-частицы из уже образовавшихся ядер, имеющих наименьшие энергии связи этих частиц. Наиболее подходящим является ядро Ne20, для которого энергия связи альфа-частиц равна только 4,75 Мэв, в то время как для других ядер, например С12 и О16, она почти в два раза больше. Альфа-частицы, полученные по реакции

Ne20 + т - О16 + Не4,

имеют уже энергию порядка 10 Мэв и поэтому могут быть захвачены более тяжелыми, чем Mg24, ядрами. Процесс такого типа, как Mg24 + Не4 = Si28 + у, приводит к образованию изотопов Si28, S32, Аг36, Са40, Са44, Ti48 и других. Конечно, вероятность их образования должна резко уменьшаться с возрастанием порядковых номеров. Это положение хорошо согласуется с данными относительной распространённости указанных изотопов в природе. Она равна 8,4 для Ne20; 0,78 — для

Mg24; 1,00— для Si28; 0,39 —для S32; 0,149 —для Ar36; 0,052 —для Ca40; 0,0011—для Ca44 и 0,0015 —для Tt48.

При рассмотрении средней распространенности изотопов (см. рис. 29) видно, что распространенность указанных изотопов выше распространенности изотопов более тяжелых элементов с Л>60, которые, как мы покажем дальше, образуются в других ядерных процессах. Следовательно, описанные процессы захвата ядер гелия и углерода являются наиболее эффективными реакциями синтеза сравнительно тяжелых элементов в природных условиях. Об этом свидетельствует и тот факт, что в земной коре наибольшей распространенностью обладают изотопы, массовое число которых кратно четырем, например С a40, Mg24 и другие. Этим обстоятельством объясняется также наблюдаемый в земной коре и метеоритах изотопный состав четных элементов с Z<35. У магния (рис. 38), как и у других элементов, преобладает самый легкий изотоп, образование которого происходит в описанных выше процессах.

Для ядер элементов с Z> 35, наоборот, характерны более тяжелые изотопы. Это видно из рис. 39, на котором изображена зависимость относительного содержания изотопов церия от их массового числа. Преобладают преимущественно тяжелые изотопы церия Се140 и Се142, содержание которых в природной смеси составляет примерно 88 и 11% соответственно, в то время как содержание Се136 — лишь 0,2% и Се]38 — 0,25%. Наблюдаемые резкие различия в изотопном составе элементов среднего атомного веса и тяжелых элементов несомненно указывают на различный характер ядерных реакций, приведших к их образованию.

Обнаружены звезды, в которых преобладают элементы, образующиеся в термоядерных реакциях с ядрами гелия. Например, в спектре белого карлика Росс 640, который, как мы покажем дальше, мог образоваться при дальнейшей эволюции красного гиганта, наблюдаются только линии магния и кальция.

Предполагается, что красный гигант находится в стадии, на которой протекают вышеуказанные процессы, в течение от 100 до 10 000 лет. Это уже более быстрые процессы по сравнению с термоядерными реакциями синтеза ядер гелия.

в) Источники нейтронов в красных

гигантах

В гелиевых ядрах красных гигантов наряду с описанными выше процессами могут протекать реакции, сопровождающиеся испусканием нейтронов. Из ядерной физлки известно, что наиболее эффективными источниками нейтронов являются (а, я)-реакции на изотопах, которые имеют в своем составе один нейтрон сверхкратного числа альфа-частиц, например: Be9 (две альфа-частицы -Ь нейтрон), С13 (три альфа-частицы + нейтрон), Ne21 (пять альфа-частиц + нейтрон). Интересно напомнить, что именно в результате реакции Ве9(а, п)С12 в лабораторных условиях впервые был получен нейтрон и она используется в качестве наиболее широко распространенного радий-бериллиевого источника нейтронов. Природные источники нейтронов на Земле также основаны на реакциях такого типа.

Рассмотрим теперь вопрос о том, не могут ли подобные реакции быть источником нейтронов в недрах красных гигантов? Мы уже указывали, что изотоп О3 образуется в звездах в углеродно-азотном цикле, но поскольку мы находим этот изотоп в веществе Земли и метеоритов, можно сделать вывод, что он не полностью выгорает в этом цикле. Кроме того, не исключена возможность, что вещество красного гиганта перемешивается хотя бы частично, и тогда водород из ее оболочки попадает в центр звезды. Это может вызвать углеродно-азотный цикл с образованием дополнительного количества ядер С13. Тогда по реакции

С13 + Не4 = О16 + 0пх

будут образовываться нейтроны. Так как время жизни ядер С13 в этой реакции приближается к 1 млн. лет при температуре около 100 млн. град, то она может рассматриваться как практически постоянный источник нейтронов в течение всего времени существования красного гиганта. Однако в углеродно-азотном цикле образуются ядра N14, которые активно

страница 36
< 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
аренда проекторов
Компания Ренессанс: поворотные лестницы - качественно, оперативно, надежно!
кресло ex
сдам кладовку москва

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
(10.12.2016)