Файл: радиационная медицина лекция 1.pdf

21

• Затем дейтерий захватывает еще один 

протон и превращается в гелий-3: 

2

H + р → 

3

Hе + γ + 5,49 МэВ 

• Далее возможно протекание ядерных 

реакций преимущественно по двум 

каналам:  

3

Hе + 

3

Hе → 

6

Be → 

4

Hе + 

2

p + 12,86 МэВ         

(

канал рр І

) 

или 

3

Hе + 

4

Hе → 7Ве + γ 

7

Ве + е- → 7Li + ν 

7

Li + p → 

4

Hе + 

4

Hе                        (

канал рр ІІ

) 

• Итогом любой из этих цепочек 

является превращение четырех 

протонов в ядро атома гелия. 

22

7) CNO- или 

углерод-азот-кислородный цикл

CNO-цикл – доминирующий источник энергии в звездах

тяжелее Солнца.

• Для протекания CNO-цикла необходимо наличие ядер 

углерода, которые образуются в результате так 

называемой 

«тройной реакции», в которой сталкиваются 

три α-частицы:  

4

Не+

4

Не+

4

Не → 

12

С+ γ

• Для интенсивного протекания тройной реакции ядер 

гелия требуются температуры порядка 150 млн К, однако 

небольшое количество углеродных ядер, которое все же 

достаточно для запуска реакций CNO-цикла, может 

образоваться при значительно (на порядок) меньших 

температурах.  

23

CNO- или углерод-азот-кислородный цикл
-

это совокупность трёх сцепленных друг с 

другом циклов; катализаторы – ядра C, N, O

Последовательность основных 

реакций CNO-цикла: 

•

12

С + р → 

13

N + γ + 1,95 МэВ 

•

13

N → 

13

C + e

+

+ ν + 2,22 МэВ 

•

13

C + p → 

14

N + γ + 7,54 МэВ 

•

14

N + p → 

15

O + γ + 7,35 МэВ 

•

15

O → 

15

N + e+ + ν + 2,75 МэВ

•

15

N + p → 

12

C + 

4

He + 4,96 МэВ

24

8) Преобразование гелиевого ядра в углеродно-

кислородное ядро: 

12

С+

4

Не → 

16

О+ γ, 

9) синтез ядра кислорода с ядром гелия – неон (

20

Ne) и т.д., 

вплоть до кремния (

28

Si – в итоге превращается в железо). 

10) реакции углеродного горения:

• ↑

температуры до десятков миллиардов градусов. 

• реализуются цепочки ядерных реакций, ведущие к 

образованию  химических элементов железного пика

(Fe, Ni, Mn и др.). 

Закономерности энергии связи ядер таковы, что 

до ядер 

железного пика энергетически выгодны реакции 

синтеза, а после — деления

. В результате в звёздах 

синтезируются все элементы до железного пика, но не 

после. 

Элементы с атомным номером больше 26 

синтезируются при взрывах сверхновых звезд.

25

11) Образование 

следующих элементов происходит за счет

нейтронного захвата

: 

• нейтрон, проникая в ядро, связывается там - может 

образоваться стабильное ядро изотопа нового химического 

элемента. В этом случае нейтроны и протоны ведут себя 

устойчиво. 

• если ядро оказывается нестабильным

:

а) число 

нейтронов превышает

число 

протонов - происходит реакция бета-распада, в 

ходе которой нейтрон (n) превращается в протон 

(р) с образованием электрона (е

-

) и нейтрино (v):  

n –> p+e

-

+v 

; ядро превращается в изотоп 

следующего в периодической системе 

химического элемента
б) в случае перегруженности ядра 

протонами

происходит захват орбитального электрона с 

образованием предыдущего в периодической 

системе химического элемента