химический каталог




Образование химических элементов в космических телах

Автор А.К.Лаврухина, Г.М.Колесов

разования при спонтанном делении Cf254, синтезированного при вспышки Сверхновых.

В настоящее время еще окончательно не решен вопрос о природе ядерных реакций, которые приводят к вспышкам Сверхновых звезд. Один из вариантов теорий вспышки Сверхновой можно представить следующим образом. Рассмотренные выше равновесные процессы, приводящие к синтезу элементов группы железа, являются, как правило, экзотермическими. Так как равновесные реакции протекают за очень ко-, роткое время, то и тепло, выделяемое в них, может очень быстро увеличить температуру вещества промежуточного слоя, которое состоит из легких элементов. В этом слое протекают термоядерные процессы типа углеродно-азотного и натриево-неонового циклов.

При резком повышении температуры возрастает, как мы уже указывали, и скорость ядерных реакций, а мгновенное выделение огромного количества энергии в этих реакциях может привести к взрыву оболочки звезды или вспышке Сверхновой, подобно вспышке Новых звезд, только более мощного масштаба.

Расчетные данные убедительно показывают, что в реакции С12(р, y)N13 или Ne20(p, y)Na21 выделяется энергия, равная примерно 1017 эрг на грамм вещества звезды. Такое количество выделяемой энергии может обеспечить скорость расширения оболочки звезды более 1000 км/сек, что непременно приведет к внезапному взрыву звезды.

Повышение интенсивности термоядерных реакций может повлечь за собой появление интенсивного потока нейтронов за счет реакций Ne21(a, n)Mg24. Эта реакция при температуре свыше миллиарда градусов протекает в течение 1 сек. Мощность нейтронных потоков будет зависеть только от количества ядер Ne21. Были произведены расчеты, в которых предполагалось, что содержание ядер водорода, гелия, углерода, азота, кислорода и неона в оболочке звезды перед взрывом примерно одинаково, а содержание ядер железа в 1000 раз меньше. Оказалось, что при этих условиях число нейтронов должно в сотни раз превышать количество атомов железа. Следует отметить, что сечение реакции (п, у) на изотопах железа и более тяжелых элементов значительно превышает сечения аналогичных реакций на ядрах более легких элементов, за исключением N14, для которого сечение (п} у)-реакции велико. В связи с этим создаются благоприятные условия для быстрого последовательного присоединения ядром Fe56 большого числа нейтронов.

Процесс мгновенного присоединения ядром Fe56 большого количества нейтронов может привести к образованию изотопов всех элементов, вплоть до самых тяжелых — тория, урана и трансурановых элементов, в том числе Cf254. Этот процесс, по-видимому, протекает за 10—100 сек и предшествует вспышке Сверхновых звезд. При этом возникают и тяжелые изотопы всех элементов, например редкоземельных, которые не могут образоваться при медленном процессе захвата нейтронов. Из рис. 40 видно, что к ним относятся Се142, Nd148, Nd150 и Sm154. Эти и им подобные изотопы ни в каком другом ядерном процессе, кроме быстрого присоединения нейтронов, не могут быть синтезированы. Поэтому наличие таких изотопов, а также урана и тория в веществе земной коры и метеоритах указывает, что это вещество прошло через стадию описанных выше реакций и, следовательно, претерпело взрыв, подобный вспышке Сверхновой звезды.

В процессе быстрого захвата нейтронов может образоваться большинство изотопов, лежащих на пути медленного захвата нейтронов (5, рис. 40). Однако имеется группа ядер: Nd142, Sm148, Sm150 и другие,'—которые «защищены» и образуются только в процессе медленного захвата нейтронов. Ведь в основе процесса быстрого присоединения нейтронов лежит тот факт, что ядро Fe56 присоединяет около 200 нейтронов и образовавшиеся ядра с чрезвычайно большим числом нейтронов после прекращения действия последних испытывают длинные цепочки ^""-распадов, пока не превратятся в стабильные ядра. Например, гипотетическое ядро с Л = 150 и Z—30 постепенно превращается в Nd150(Z=60). На этом процесс для данного массового числа заканчивается, поэтому изотоп Sm150 с таким же массовым числом, но с большим порядковым номером (Z = 62) не может образоваться в процессе быстрого захвата нейтронов.

Наличие таких «защищенных» изотопов в веществе Земли и метеоритов свидетельствует о протекании медленных процессов захвата нейтронов.

Было рассчитано содержание всех ядер, возникших при быстром захвате нейтронов ядром Fe56. В расчетах учитывалось возможное изменение температуры взрыва звезды в интервале от 1,45 • 109 до 0,8 • 109 град, число нейтронов принималось равным 1024 см2/сете. Учитывалось также изменение энергии связи нейтронов для ядер с Л/" = 50, 82, 126 и 152, на которое мы ранее уже обращали внимание. При вычислении распро-страненностей содержание изотопа Те128 в смеси принималось равным его космической распространенности—1,48 (атомная распространенность кремния 10е). Рассчитанная распространенность изотопов с массовыми числами от 71 до 265, образовавшихся при быстром захвате нейтронов ядром Fe56, показана в виде кривой на рис. 45. В общем наблюдается вполне удовлетворительное согласие рассчитанны

страница 40
< 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
курсы проект менеджеров в москве цена
линзы увеличивающие глаза москва
стойка барная sht-ds5
заказать лимузин на 1 час

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
(08.12.2016)