химический каталог




Образование химических элементов в космических телах

Автор А.К.Лаврухина, Г.М.Колесов

захватывают нейтроны по реакции

N14 + „д1 = С14 + р

и тем самым как бы «отравляют» нейтронный источник, уменьшая его мощность.

Добавочным источником нейтронов может быть реакция

Ne21 + Не4 = Mg24 + QnK

Мы уже указывали, что ядро Ne21 есть промежуточное звено в неоново-натриевом цикле, протекающем в звездах наряду с углеродно-азотным циклом. Возможность появления в недрах красных гигантов нейтронов дает основание предсказать вероятность образования в них тяжелых элементов.

г) Синтез изотопов тяжелых элементов

Ранее было показано, что нейтроны, образующиеся в ядерном реакторе за счет деления ядер урана, дают возможность осуществлять последовательный синтез всех трансурановых элементов от нептуния до фермия. Об этом свидетельствует цепочка ядерных реакций, приведенная на рис. 30. Такие реакции в принципе могут быть осуществлены во всех областях ядер и с нейтронами любых энергий, ибо в процессе присоединения нейтронов кулоновский барьер ядра не играет никакой роли.

Реакции последовательного присоединения нейтронов в ядерных реакторах могут протекать и в недрах красных гигантов. Цикл многих последовательных (я, у)~реакций, которые сопровождаются |3~-распадом образующихся ядер (причем время этого процесса должно быть меньше, чем время присоединения следующего нейтрона), может начаться на изотопах магния, серы, кальция и других элементов, которые синтезируются в реакциях слияния ядер гелия и углерода. Этот цикл может продолжаться вплоть до образования самых тяжелых элементов. На рис. 40 приведена цепочка образования изотопов некоторых редких земель из La139, обозначенная жирной чертой. Начальное ядро La139 (1) присоединив нейтрон, превращается в радиоактивный изотоп La140 с периодом полураспада около 40 ч. La140 полностью распадается, не успев присоединить следующий нейтрон. В результате получается

стабильное ядро которое снова присоединяет

нейтрон и т. д. Все изотопы, образующиеся в процессе медленного захвата нейтронов, обозначены на рисунке цифрой 3.

Прямым доказательством протекания процесса медленного захвата нейтронов в ядрах красных гигантов являются астрофизические данные нахождения в их спектрах линий радиоактивного элемента технеция. Один из самых долгоживущих изотопов технеция Тс", образующийся в этом процессе, имеет период полураспада 2,12 • 105 лет. Наличие его в атмосферах красных гигантов, возраст которых равен нескольким миллиардам лет, свидетельствует как об образовании технеция в настоящее время, так и о возможном существовании в них постоянных источников нейтронов.

Ранее отмечалось, что в красных гигантах типа Ball наблюдается повышенное содержание тяжелых металлов. Произведен расчет содержания изотопов некоторых элементов в звездах такого типа (например, HD 46407) при условии, что эти изотопы образовались в процессе медленного захвата нейтронов. Найдены отношения наблюдаемых и рассчитанных распростра-ненностей некоторых элементов к их распространен-ностям в известных «стандартных» звездах. Эти сведения приведены в табл. 12. Видно, что они находятся в согласии.

Вероятность образования ядер в процессе медленного захвата нейтронов зависит только от сечения реакций (я, у) на отдельных изотопах. Если процесс захвата нейтронов протекает в течение длительного времени, то для него справедливо следующее соотношение:

п(Л)-о(А) = В,

(12)

где п(Л) а {А)

в

число ядер с массовым числом А; сечение реакции на данных ядрах; постоянная величина.

Из этого соотношения следует, что распространенность химических элементов тем больше, чем меньше вероятность захвата нейтронов. В настоящее время в лабораторных опытах установлено, что именно такими устойчивыми по отношению к захвату нейтронов являются ядра с «магическими числами» нейтронов, равными 20, 50, 82, 126. Эти ядра, как видно из рис. 29 обладают также и повышенной распространенностью! Этот факт еще раз доказывает, что процесс медленного захвата нейтронов играет существенную роль в образовании тяжелых элементов.

Таблица 12

Отношение распространенностей некоторых элементов в звезде HD 46407 к их распространен-ностям в стандартных звездах

Элемент Отношение распространен ностей

наблюдаемых рассчитанных

4,7 4,7

7,8 7,8

4,8 4,9

5,2 5,2

3,2 4,8

7,8 \6,7

14,0 14,9

9,8 9,8

9,6 10,7

28 28

Неодим 14 15,7

2,0 2,8

9,0 13,0

Таким образом, красные гиганты являются теми космическими объектами, где происходит синтез тяжелых химических элементов. Это своего рода «фабрики», в которых в термоядерном «котле» синтезируются химические элементы. Мы уже указывали, что в плоской составляющей нашей Галактики таких звезд сравнительно мало, но зато в сферической составляющей, а также в эллиптических галактиках они составляют большинство. Поэтому можно сделать вывод, что в огромном множестве звезд нашей Метагалактики в настоящее время происходит синтез тяжелых элементов.

Однако следует указать, что путем медленного присоединения нейтронов не могут быть образованы изотопы элементов более тяжел

страница 37
< 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
надувные кровати 200*200
Выгодное предложение от интернет-магазина KNS - MZ-V6E1T0BW - федеральный супермаркет офисной техники.
винтажные ручки для мебели
http://help-holodilnik.ru/remont_model_3857.html

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
(25.06.2017)