химический каталог




Образование химических элементов в космических телах

Автор А.К.Лаврухина, Г.М.Колесов

ых, чем висмут. Наличие у астата и франция только очень короткоживущих альфа-радиоактиЕных изотопов, при распаде которых образуются стабильные изотопы свинца и висмута, прерывает этот процесс. Кроме того, из детального рассмотрения рис. 40 видно, что существуют две группы ядер, которые не захватывает цепочка последовательного медленного присоединения нейтронов. Прежде всего это группа самых тяжелых изотопов, например Се142, Nd148, Nd150 и Sm154, которые обладают сравнительно высокой распространенностью (2, рис. 40). Кроме того, есть группа самых легких изотопов (4, рис.40), например таких, как Се136, Се138 и Sm144, которые имеют небольшую распространенность. Изотопы такого типа встречаются у большинства четных тяжелых элементов. Они называются «обойденными», так как их обошел путь синтеза ядер в (п, у)-реакциях. Все эти изотопы не могут образоваться в медленном (п} у)" процессе. Кроме того, неясна причина повышенной распространенности элементов группы железа (см. рис. 29). Рассмотренные выше ядерные процессы не могут объяснить это явление.

4. Конец активной жизни звезды и равновесные процессы

В эволюции красного гиганта может наступить такой момент, когда в результате гравитационного сжатия температура в его центральной части достигнет больше 3 млрд. град. В этих условиях при наличии обмена между различными частями звезды разнообразные ядерные реакции — {а,у), (у, сь), (Р, у) и (у, Р) — приобретут большую скорость, что приведет к установлению между ними равновесия. Из рис. 4 видно, что наибольшей устойчивостью среди элементов среднего атомного веса обладают изотопы элементов группы железа. Поэтому содержание их в равновесной смеси

Массовое число (Я)

Рис. 41. Зависимость распространенности ядер элементов группы железа в равновесной смеси (Лив Солнечной системе (2) от их массовых чисел. (Распространенность изотопа Fe56 равна

единице.)

должно быть максимальным, что находится в соовет-ствии с их космической распространенностью. На рис. 41 приведены расчетные значения распространенности ядер элементов группы железа в равновесной смеси при Т = 3,8 • 109 град и lg Nр \Ып = 2,5, где Np — число протонов, а Nп —число нейтронов в смеси. Они показывают согласие со значениями их средней распространенности в Солнечной системе. Этот факт может служить подтверждением предположения о том, что вещество тел Солнечной системы, вероятно, было подвержено равновесным процессам. Наблюдаются звезды с очень повышенным содержанием железа; к

ним можно отнести, например, белый карлик ван-Ма-анена 2.

Если в оболочке красного гиганта на этой стадии эволюции еще много водорода и происходит интенсивный обмен вещества звезды, то при температуре в несколько миллиардов градусов появляется возможность для протекания ряда последовательных циклов

присоединения протонов, например Na2I(p, y)Mg22 -> Na22(p, y)Mg23(p, у)А124. Такие реакции, видимо, протекают и в области более тяжелых элементов, и тогда они могут привести к синтезу «обойденных» ядер. Так, из рис. 40 видно, что изотоп Sm144 может образоваться по реакции Nd142(p, y)Pm143(p, y)Sm144. Однако эти реакции возможны только в условиях равновесных процессов, что находится в противоречии с распространенностью обойденных ядер в земной коре и метеоритах. Поэтому вопрос об их синтезе остается сейчас еще открытым.

Советский физик Д. А. Франк-Каменецкий выдвигает гипотезу о том, что они образовались в реакциях при холодном ускорении частиц. По его мнению, условия для такого ускорения существуют как при звездных вспышках, так и в оболочках звезд, обладающих переменными магнитными полями. Предположение о том, что некоторые звезды имеют магнитные поля, появилось еще несколько лет назад. В 1947 г. было открыто существование очень сильных магнитных полей у ряда звезд. Например, у звезд а2 Гончих Псов и HD 133029 магнитное поле изменяется от —6000 до 4-7000 гс. Так как оболочки звезд в основном состоят из ядер водорода, то последние могут ускоряться в таких полях до значительных энергий, например до 10 Мэв. Механизм этого ускорения подобен циклотронному ускорению. При таких энергиях протонов могут протекать реакции с вылетом двух нейтронов, например La139(p, 2я)Се138, что приводит к образованию ряда обойденных ядер.

В настоящее время также нет еще единого мнения о реакциях образования большого количества ядер элементов группы железа. Основное возражение приводится не против того, что в процессе развития звезды на каких-то определенных стадиях не могут создаться

9 А. К. Лаврухнна, Г, М. Колесов

129

условия для быстрых равновесных реакций. Такие реакции, по-видимому, происходят. Неясно другое, почему при «закалке» равновесия, т. е. при охлаждении звезды, не меняется относительное содержание ядер в их смеси. Кроме того, неясны физические условия охлаждения вещества звезды, находящегося в ее недрах.

время, годы

Рис. 42. Зависимость времени протекания различных ядерных процессов от температуры.

Равновесные реакции могут протекать только в конце активной жизни звезды. По врем

страница 38
< 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
трансфер на вокзал
идеи входных груп гостиниц фото
электросхема кпс-1
holliwood undead купить билеты

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
(22.11.2017)