Ядрен синтез - физическото енциклопедия
Ядрен синтез (ядрото от латински -. В основата на гръцки и синтез -. Съединения направен) в природата - образование в ядрени реакции. ще се проведе на декември етапи от еволюцията на материята във Вселената, наблюдавания разпространението на елементи и техните изотопи. Н. проблем - това е проблем на химически произход. елементи. AN може да бъде разделена на три глави. Степен на завършеност: космологична. Н. Получаване на ядра в звездите и експлозии на звезди, N. под kosmich. лъчи.
Космологичен. Н. - синтез на ядра на един ранен етап (преди образуването на звезди) еволюция на материята във Вселената. Според гореща теория вселена. ядра, по-сложна и по-тежки от протона, започва да се формира след 100 секунди след началото на разширяване, когато достатъчно гореща вещество, съдържащо протони и неутрони в температурата на T-D
10 9 К започва да протича реакция термоядрен синтез на леките елементи - деутерий, тритий и хелий:
10 август К) ефективно да възникне реакции ядрени слети:
При по-висока скорост-ма (T
10 9 К) са възможни реакция изгаряне на въглерод и кислород, за да се образува изотопи на неонови елементи силиций. AN в експлозивна верига на ядрени реакции (фиг. 1), възникнало при Т
3 х 10 9-10 10 K при условия на термодинамичен. равновесие (т. н. д -process) води до образуването на желязо и съседните му елементи в "желязо връх" (максимума на кривата на разпространение нуклиди до А = 56). Към началото. половината от фиг. (Вляво) стрелки показано ядрени трансформации срещащи се в резултат на взаимодействие с ядра на гама лъчи, неутрони, протони и алфа частици (посока на стрелката съответства на движение на ядрата на диаграмата като резултат от тези реакции). Стрелките със символи д ,, съответстващи движение на диаграмата като резултат, за улавяне на електрони на и разпада д. Криви, показващи пътя ( "канали") реакции "изгаряне" хелий (*) въглерод и кислород (12 ° С ± 12 ° С, 12 ° С ± 16 О, 16 О 10 О +) с емисията на протон (р), неутрони (п), деутерони (г) и алфа частици ().
свързваща енергия на нуклон характеризиращ ядро желязо макс, така че образуването на елементи по-тежки от желязо обясни процесите съществено различни от слети реакции - улавяне на неутрони процеси. Има два вида на неутрони реакции ядра, притежавани до случват в Astrophysical. предмети: S-процеса - бавен неутрони, с нестабилна ядра разпад ром оформен преди следващия път да се присъедини към неутронна; Г-н процес - бързо последователно. улавяне на голямо количество на неутроните настъпващите бета-разпад .Puti неутронно улавяне в тези процеси е показано на фиг. 2. бавно улавяне на неутрони развива по линия ядра стабилност (областта на диаграма Z - Н. заета стабилни ядра) при умерени концентрации на свободни неутрони (
10 юли - август 10 cm -3). Track позиция (следа) и -process зависи от напречни сечения улавяне на неутрони при 30 KeV енергия и неутрони от ядрени свойства в стабилността на лентата. Този процес води до синтеза на множествено изотопи. тежки елементи до 209 Bi. DOS. Връзка на в -process на веригата - последвано от улавяне на неутрони гниене - добре симулирани в експеримента, както и повечето ядрени параметри, необходими за изчисляването и -process, могат да бъдат изследвани в лабораторията. условия. Особено важно в това отношение на измерването на неутронно улавяне напречни сечения за неутрони при енергии, съответстващи на рамки звездното проценти (
30 КЕВ). Предлага се експериментално. данни secheniyamv тази енергия област потвърждават, DOS. заключение на теорията и -process: Изходи ядра в установената верига и -process за малки области на изменение на масата е обратно пропорционална ср неутронни улавяне сечения. Astrophysical. Място (т. Е. Astrophysical. Индивиди или области в тях, където е възможно процес) и -process трябва да притежава скорост рояк Т 10> 8 до достатъчно за ядрени реакции освобождаващи неутрони поток плътност
Октомври 15 - 16 октомври см -2 и -1 и продължителност на облъчване
10 март години. Като източници на неутрони са предложени реакция, протичаща във вътрешността на червения гигант по време на горенето хелий и в контакт с водород в регион, съдържащ хелий и въглерод: както и възможно импулсна неутронно улавяне води до образуването на тежки ядра във вътрешността на звездата поради повтарящи се огнища й хелий обвивка , смесване на водород и въглерод, и осигуряват необходимата висока скорост PV. Този механизъм създава импулсни условия на S-процеса поток за широк спектър от средни и големи звезди на масите - от 3 до 10
Бързо процес неутронно улавяне, за разлика и -process развива в ядра силно обогатени неутрони (фиг. 2). Регламент р -process песен зависи от скоростта на разпадане на ядрата и енергийни неутрони от самото начало. условия на процеса (температура температура и измервания неутронни). R -process за поток на неутроните изисква висока концентрация (по-голяма от 10 18 cm -3) и достатъчно голямо изобилие от "зародиши" (начална) ядра. Astrophysical. поставете -protssssa R остава не разбрах, до края, въпреки че има няколко. модели на развитие R -process в декември експлозивни звездните явления. В класическата. процес допълнение г-тип отива неутрони до до равновесие е установено напред и назад реакции В този момент, разпад, увеличава ядрени заряда от една страна, и така намалява броя на неутроните. Новият сърцевината (Z + 1, М - 1; Z - броя на протоните, N - броя на неутроните в ядрото) може да улови неутрони отново, докато достигне критично др ... точка - т п .. очаквания разпад момент. Получената сърцевината Концентрати неутрони поне изчерпване на неутронния поток постепенно се върне стабилност линия от posledovat. Ядрени разпада. Смята се, че R -process на равновесие може да се появи в близост до silnoneytronizovannogo ядро свръхнова (вж. Neutronization вещество) .Въпреки обсъдени et метод G-тип и др., Който се развива във външната. супернова снаряди по време на преминаването през него на силна ударна вълна.
В този модел спорни въпроси са произхода достатъчно голям неутронни потоци и необходимо за R-процеса изобилие семена ядра. Метод G поток води до образуването нуклид transactinium (232 Th, 238 U и др.). Затова график процес R трябва да бъде достатъчно дълъг, за да има време да синтезира тези нуклиди, и в същото време тя трябва да съответства на процесите на скорост взривни разработване през няколко. секунди. Резултати от изчисляване на скоростите на образуване на ядра R -process могат да дадат neposredstveno. отговор на фундаментално важните въпроси се обсъжда повече от 25 години - ако е възможно, в естеството на синтеза на свръхтежки елементи. Този отговор зависи до голяма степен на резултатите от проучването на приноса процес на емисиите на неутрони в бета разпад (забавени неутрони) и разделителната която се проявява веднага след разпада. За neytronoobo-gaschonnyh ядра в R -process на писта, такива процеси са особено важни.
Разделяне N. ядра в улавяне на неутрони реакции и - R-процеси и е по избор: възможно е улавяне на неутрони в Astrophysical. обекти представлява сложна комбинация от тези процеси. Въпреки това, този подход може да се обясни DOS. характеристики на наблюдаваните разпространението на радионуклиди за "връх желязо." Пикове rasprostranonnoti когато А = 90, 138, 208 съответстват на рязко увеличаване в процеса на верига изход S-стабилен ядра magich. брой неутрони, съответно, N - 50, 82, 120. По същия начин, разпространението на nuklpdov пикове при А = 80, 130, 195 съответстват на големи изхода на пистата R-процеса на неутрони nuklndov със същия неутрони броя п = 50, 82, 126 (фиг. 2).
Фиг. 2. Начини неутронна улавяне на те - и г -process. -Process R изчислено за първоначалните температури на 1.8 х 10 9 К и неутронно концентрация 10 28 cm -3. "Забавяне" на неутроните в допълнение S S R -process случва, когато броя на неутроните и ядра стане магически N (N = 50, 82, 126). Това съответства на изхода, когато върхове нуклида масови числа в диаграма А. наклонени линии. Хоризонталните линии показват магическите номера на протони вертикални - магически числа на неутрони. Посоката на разпадане е показано чрез стрелките. Line (н. F) съответства ядра, изпитващи разделение присъединяването на неутрони. Стабилност в забранената зона, свързана с спонтанен ядрения разпад. процес Разделете г завършва в ядра с Z100, но точната граница R -process неизвестен.
Много стабилни изотопи на тежки елементи, като се започне с селен (.. 74 Se, 78 Кр, S4 Sr и т.н.), са от страна на пътеки и неутронно улавяне не може да се формира в S - и R -process. Такива неутрони изчерпани ядро с широко разпространение на ниско получените справки. "Байпасният". Предполага се, че в своите образователни същества. роля ядрени реакции улавяне протони (п), (р, N) в звездите и photodetachment реакционната неутрони (п), реакцията на слабо взаимодействие
и отцепване на по-горе реакция. Ядрата на произход заобиколени все още не е окончателно решен. Възможно е гл. механизмът на тяхното образуване се свързва с експлозии supernew, в голям ryh неутрино поток, генериран причинява ядрени трансформации на тип V + (A. Z - 1) (A, Z) + д -.
Горното очертава N. теория може да се разглежда като построена. Теорията успешно описва гл. особено в крива на разпространение нуклиди Solpechnoy система. Въпреки това, все още има множество нерешени. проблеми, свързани с отношението на върховете наблюдавани аномалии изходи нуклиди съдържание и предмети в разл. Astrophysical. предмети, неясноти в избора на място на астрофизични процеси ядрен синтез.
Lit:. Fauler U. А. експериментални и теоретични Ядрени астрофизика, търсенето на произхода на елементите на. от английски език. "Phys", 1985, Vol. 145, стр. 441; Ядрена астрофизика, Принстън Univ. от английски език. М. 1986; Kramarovskiy Ya. М. Чечев VP Синтез на елементи във Вселената, М. 1987.
VP Чечев, Ya. М. Kramarovsky.