ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 08.02.2021
Просмотров: 1644
Скачиваний: 1
Горение
Горение
гелия
гелия
По
мере
того
,
как
в
центральной
части
звезды
сгорает
водород
,
его
запасы
там
истощаются
,
и
накапливается
гелий
.
В
центре
звезды
формируется
гелиевое
ядро
.
После
того
,
как
водород
в
центре
звезды
выгорит
,
выделение
энергии
за
счёт
термоядерной
реакции
горения
водорода
прекращается
.
Тепловое
давление
,
препятствующее
гравитационному
сжатию
,
ослабевает
,
и
гелиевое
ядро
начинает
сжиматься
.
Сжимаясь
,
ядро
звезды
нагревается
,
и
температура
в
центре
звезды
продолжает
расти
.
Кинетическая
энергия
сталкивающихся
ядер
гелия
увеличивается
и
достигает
в
массивной
звезде
величины
,
достаточной
для
преодоления
сил
кулоновского
отталкивания
ядер
гелия
.
Начинается
следующий
этап
термоядерных
реакций
–
горение
гелия
.
В
центре
массивной
звезды
температура
Т
=
(2-3)
⋅
10
8
К
,
средняя
кинетическая
энергия
ядер
гелия
≈
30
кэВ
и
плотность
≈
10
3
г
/
см
3
:
4
He
+
4
He
→
8
Be
−
0.09
МэВ
,
4
He
+
8
Be
→
12
C
+
7.37
МэВ
.
Особенностью
горения
гелия
является
то
,
что
первая
реакция
(
4
He
+
4
He
→
8
Be
+
γ
)
приводит
к
образованию
нестабильного
ядра
8
Be
,
время
жизни
которого
около
10
−
16
с
.
Однако
из
-
за
высокой
плотности
ядер
4
He
оказывается
,
что
прежде
,
чем
ядро
8
Be
снова
распадается
на
две
α
-
частицы
,
оно
успевает
провзаимодействовать
ещё
с
одним
ядром
4
He
.
В
результате
образуется
стабильное
ядро
12
С
.
Горение
Горение
углерода
углерода
,
,
кислорода
кислорода
В
результате
горения
гелия
в
центре
звезды
образуется
углерод
,
и
термоядерные
реакции
в
центре
звезды
вновь
останавливаются
.
Они
возобновляются
при
дальнейшем
росте
температуры
за
счёт
вновь
начавшегося
гравитационного
сжатия
ядра
звезды
,
когда
возросшая
кинетическая
энергия
ядер
гелия
окажется
достаточной
для
преодоления
кулоновского
барьера
4
He
+
12
C
→
16
O
+
7.16
МэВ
.
Если
звезда
массивная
(
10
M
>
),
то
в
результате
термоядерного
горения
в
ней
последовательно
образуются
всё
более
тяжелые
ядра
.
Основными
процессами
при
этом
являются
последовательный
захват
ядер
гелия
с
образованием
α
-
кратных
ядер
12
C
α
⎯⎯
→
16
O
α
⎯⎯
→
20
Ne
α
⎯⎯
→
24
Mg
α
⎯⎯
→
28
Si
и
реакции
слияния
углерода
и
кислорода
12
C
+
12
C,
16
O
+
16
O
,
12
C
+
16
O.
Горение
Горение
кремния
кремния
Результатом
α
-
процесса
в
звездах
является
обогащение
ядра
звезды
изотопом
28
Si
,
так
как
,
с
одной
стороны
,
для
этого
изотопа
существуют
различные
возможности
быстрого
синтеза
,
а
с
другой
–
он
обладает
повышенной
устойчивостью
,
поскольку
ему
отвечает
заполненная
подоболочка
1
2
5
d
.
При
повышении
в
центре
массивной
звезды
температуры
до
(3–5)
⋅
10
9
К
и
плотности
до
≈
3
⋅
10
7
г
/
см
3
создаются
условия
для
горения
кремния
.
Однако
кулоновский
барьер
слишком
велик
для
эффективного
слияния
ядер
кремния
и
образования
ядер
56
Ni
непосредственно
в
реакции
28
Si
+
28
Si
→
56
Ni
+
10.92
МэВ
На
этой
стадии
эволюции
массивных
звёзд
существенную
роль
начинают
играть
многочисленные
реакции
с
участием
протонов
,
нейтронов
,
α
-
частиц
и
γ
-
квантов
.
Протоны
,
нейтроны
,
α
-
частицы
появляются
внутри
звезды
за
счёт
реакций
расщепления
под
действием
γ
-
квантов
уже
образованных
элементов
.
Эти
реакции
приводят
к
образованию
элементов
в
районе
железного
максимума
на
основе
исходных
ядер
28
Si
.
Фотоядерные
Фотоядерные
реакции
реакции
в
в
звездах
звездах
При
температуре
≈
10
9
К
в
звёздной
эволюции
начинается
новая
фаза
:
в
ядерных
превращениях
существенную
роль
начинают
играть
электромагнитные
процессы
–
реакции
под
действием
γ
-
квантов
и
электронов
.
Наряду
с
ростом
энергии
фотонов
с
увеличением
температуры
(E
γ
∼
Т
)
растёт
и
их
число
(N
γ
∼
4
T
).
Существенно
раньше
,
чем
будут
достигнуты
условия
для
слияния
двух
ядер
кремния
,
энергии
и
интенсивности
фотонов
окажутся
достаточными
для
протекания
реакций
фоторасщепления
кремния
:
28
24
27
27
Si
,
Mg
9.98
МэВ
),
Al
11.58
МэВ
)
Si
17.18
МэВ
).
p
n
γ
α
⎧
⎪
⎪
+ → ⎨
⎪
⎪
⎩
+
−
+
−
+
−
В
результате
появляется
большое
количество
n
,
p
и
α
-
частиц
и
их
роль
в
горении
кремния
увеличивается
.
28
Si
и
образующиеся
продукты
с
большим
Z
,
облучаясь
в
потоках
n
,
p
,
α
и
γ
,
в
термодинамическом
равновесии
формируют
большинство
элементов
в
районе
железного
максимума
.
Синтез
Синтез
элементов
элементов
He
He
……
……
Ge
Ge