Çâåçäíûé íóêëåîñèíòåç – èñòî÷íèê ïðîèñõîæäåíèÿ õèìè÷åñêèõ ýëåìåíòîâ

7224
çíàêà
0
òàáëèö
0
èçîáðàæåíèé

Êèåâñêèé íàöèîíàëüíèé óíèâåðñèòåò

èì. Ò.Ã.Øåâ÷åíêî

ôèëîñîôñêèé ôàêóëüòåò

çàî÷íîå îòäåëåíèå


ÇÂÅÇÄÍÛÉ ÍÓÊËÅÎÑÈÍÒÅÇ – ÈÑÒÎ×ÍÈÊ ÏÐÎÈÑÕÎÆÄÅÍÈß ÕÈÌÈ×ÅÑÊÈÕ ÝËÅÌÅÍÒÎÂ

ïåðâûé êóðñ, íàïðàâëåíèå: ôèëîñîôèÿ

äèñöèïëèíà: ôèçèêà

ñòóäåíò: À.Â. Ôîéãò

ïðåïîäàâàòåëü: Ñ.Ã. Îñòàï÷åíêî

Êèåâ

2003

ÏËÀÍ:

Ââåäåíèå. Ñèíòåç ÿäåð îò óãëåðîäà äî ãðóïïû æåëåçà Îáðàçîâàíèå òÿæåëûõ è ñâåðõòÿæåëûõ ýëåìåíòîâ Ïðîèñõîæäåíèå ëåãêèõ ýëåìåíòîâ

1

Ïðè ðàçðàáîòêå òåîðèè Áîëüøîãî Âçðûâà è ïðèðîäû èñòî÷íèêà ýíåðãèè Ñîëíöà â êîíöå 30-õ ãã. ÕÕ âåêà Õ.Áåòå è Ê.Âåéöçåêåð ïðèøëè ê âûâîäó, ÷òî ãåíåðèðîâàíèå ýíåðãèè çâåçä, â ò.÷. è Ñîëíöà, ñâÿçàíî ñ îáðàçîâàíèåì ÿäåð ãåëèÿ.

 ñîîòâåòñòâèè ñ äîðàáîòàííîé Ã.Ãàìîâûì òåîðèåé Áîëüøîãî Âçðûâà Âñåëåííîé, ïîñëåäíÿÿ ïðîøëà ò. íàç. ýðó íóêëåîñèíòåçà – âðåìÿ îáðàçîâàíèÿ ïðîòîíîâ è íåéòðîíîâ, âñëåä çà íèìè – èçîòîïîâ âîäîðîäà, ãåëèÿ è ëèòèÿ. Îäíàêî èäåÿ îáðàçîâàíèÿ âñåõ àòîìîâ íà ðàííåé ñòàäèè ðàñøèðåíèÿ Âñåëåííîé ïóòåì ïðèñîåäèíåíèÿ íåéòðîíîâ è ïîñëåäóþùèì îòðèöàòåëüíûì áýòà-ðàñïàäîì ïîòåðïåëà íåóäà÷ó â ñâÿçè ñ òåì, ÷òî â ïðèðîäå îòñóòñòâóþò ÿäðà ñ ìàññîâûìè ÷èñëàìè 5 è 8.

Ý.Ñàëïåòåð áûë ïåðâûì, êòî óñòàíîâèë, ÷òî íàðÿäó ñ ãîðåíèåì âîäîðîäà â íåäðàõ çâåçä âîçìîæíî òàêæå è ãîðåíèå ãåëèÿ ñ îáðàçîâàíèåì óãëåðîäà. Ýòî è ïîñëóæèëî îñíîâîé äëÿ ñîâðåìåííûõ òåîðèé ÿäåðíîãî ñèíòåçà.

Ñîãëàñíî ñîâðåìåííûì íàó÷íûì ïðåäñòàâëåíèÿì, âñå õèìè÷åñêèå ýëåìåíòû îáðàçîâûâàþòñÿ â ðåçóëüòàòå âíóòðèçâåçäíûõ ïðîöåññîâ, è ýòî âëèÿåò íà ýâîëþöèþ çâåçä â öåëîì

Íà îñíîâå äàííûõ î õèìè÷åñêèõ ýëåìåíòàõ â ïðèðîäå, ó÷åíûå ïðèøëè ê âûâîäó, ÷òî íàèáîëåå âåðîÿòíûì èñòî÷íèêîì îáðàçîâàíèÿ áîëüøèíñòâà ÿäåð ÿâëÿþòñÿ ïîñëåäîâàòåëüíîñòè ÿäåðíûõ ïðîöåññîâ, ïðîòåêàþùèõ â íåäðàõ çâåçä.

Õèìè÷åñêèé ñîñòàâ Çåìëè, Ëóíû è ìåòåîðèòîâ ìîæíî óñòàíîâèòü íåïîñðåäñòâåííî, îäíàêî ñîñòàâ ïëàíåò Ñîëíå÷íîé ñèñòåìû ìåíåå èçâåñòåí, ñâåäåíèÿ î íåì îñíîâûâàþòñÿ íà âåëè÷èíå ñðåäíåé ïëîòíîñòè âåùåñòâà ïëàíåò. Ïðè èññëåäîâàíèè ñîñòàâà ñîëíöà, çâåçä è ìåæçâåçäíûõ ãàçîâûõ òóìàííîñòåé èñïîëüçóåòñÿ ñïåêòðàëüíûé àíàëèç, íî îí äàåò èíôîðìàöèþ òîëüêî îá àòìîñôåðå òîé èëè èíîé çâåçäû. Ê ïðèìåðó, â àòìîñôåðå Ñîëíöà çàôèêñèðîâàíû îêîëî 70 ýëåìåíòîâ, òåì íå ìåíåå, íåêîòîðûå ýëåìåíòû íå ïðåäñòàâëÿåòñÿ âîçìîæíûì îáíàðóæèòü íè â àòìîñôåðå Ñîëíöà, íè â àòìîñôåðå çâåçä.  ðåçóëüòàòå áûëî ñäåëàíî çàêëþ÷åíèå, ÷òî â õîðîøåì ïðèáëèæåíèè ñîäåðæàíèå ýëåìåíòîâ â àòìîñôåðå çâåçä ñîãëàñóåòñÿ ñ èõ ñîäåðæàíèåì äëÿ Çåìëè è ìåòåîðèòîâ.

 1956 ãîäó Ã.Çþññîì è Ã.Þðè íà îñíîâå õèìè÷åñêîãî ñîñòàâà Çåìëè, ìåòåîðèòîâ è Ñîëíöà áûëà ñîñòàâëåíà òàáëèöà ðàñïðîñòðàíåííîñòè ýëåìåíòîâ. Îíà ïðèìå÷àòåëüíà òåì, ÷òî äåìîíñòðèðóåò íåìàëîå ïðåâîñõîäñòâî ïî ðàïðîñòðàíåííîñòè ñðåäè ýëåìåíòîâ ñ ìàññîâûì ÷èñëîì 40-60 ãðóïïû æåëåçà.

2

Îáðàçîâàíèå ÿäåð õèìè÷åñêèõ ýëåìåíòîâ îò óãëåðîäà äî ãðóïïû æåëåçà ïðîèñõîäèò â ðåçóëüòàòå ãåëèåâîãî, óãëåðîäíîãî, êèñëîðîäíîãî, íåîíîâîãî è êðåìíèåâîãî ãîðåíèÿ â íåäðàõ çâåçä. Ïðèìå÷àòåëüíî, ÷òî â ëàáîðàòîðíûõ óñëîâèÿõ ýíåðãèè ñòàëêèâàþùèõñÿ ÷àñòèö íàìíîãî ïðåâûøàþò àíàëîãè÷íûå â íåäðàõ çâåçä, ïîýòîìó ïîëó÷åííûå ýôôåêòèâíûå ñèãìà-ñå÷åíèÿ íå ìîãóò áûòü ïðèíÿòû äëÿ àñòðîôèçè÷åñêèõ ðåàêöèé.

 ðåçóëüòàòå ãîðåíèÿ ãåëèåâîãî ÿäðà çâåçäû òåìïåðàòóðà åå ïîâåðõíîñòè ìîæåò äàæå ñíèçèòüñÿ, è ïîñëå èçìåíåíèÿ ôèçè÷åñêèõ ñâîéñòâ çâåçäà ïðåâðàùàåòñÿ â êðàñíûé ãèãàíò.  ìîìåíò, êîãäà òåìïåðàòóðà â ÿäðå çâåçäû äîñòèãàåò 1.5 õ 108Ê, à ïëîòíîñòü – 5 õ 104 ã/ñì3, íà÷èíàåòñÿ òàê. íàç. òðîéíàÿ ðåàêöèÿ: èç òðåõ àòîìîâ ãåëèÿ îáðàçóåòñÿ àòîì óãëåðîäà. Íàðÿäó ñ ðàññìîòðåííîé âîçìîæíà ðåàêöèÿ ñ îáðàçîâàíèåì êèñëîðîäà èç óãëåðîäà è ãåëèÿ ñ âûäåëåíèåì ãàììà-÷àñòèö. Îáðàçóþùèåñÿ ÿäðà êèñëîðîäà ðåàãèðóþò ñ ãåëèåì, è â ðåçóëüòàòå ôîðìèðóåòñÿ

íåîí. Èç íåîíà – ìàðãàíåö. Ïðîöåññ ãîðåíèÿ ãåëèÿ ñîïðîâîæäàåòñÿ äðóãèìè ðåàêöèÿìè ñ îáðàçîâàíèåì ðàçëè÷íûõ íóêëèäîâ.

 ðåçóëüòàòå ãðàâèòàöèîííîãî ñæàòèÿ ÿäðà çâåçäû íà÷èíàåòñÿ ñëèÿíèå ÿäåð óãëåðîäà ñ îáðàçîâàíèåì ÿäåð íåîíà, íàòðèÿ è ìàãíèÿ. Îäíîâðåìåííî îáðàçóþòñÿ àëëþìèíèé, êðåìíèé è íåêîòîðûå ñîñåäíèå íóêëèäû.

Óãëåðîä ìîæåò çàãîðàòüñÿ è ïîääåðæèâàòü ãîðåíèå ëèøü â ìàññèâíûõ çâåçäàõ. Â çâåçäàõ âñåãî ëèøü â íåñêîëüêî ðàç ïðåâûøàþùèõ ïî ìàññå Ñîëíöå óãëåðîäíîå ÿäðî ìîæåò è íå îáðàçîâûâàòüñÿ.

Ãîðåíèå íåîíà õàðàêòåðèçóåòñÿ êîðîòêîé ñòàäèåé è çàêëþ÷àåòñÿ â ôîòîäèññîöèàöèè. Ñëåäîì çà íåîíîì ïðîèñõîäèò ìíîãîêàíàëüíîå ãîðåíèå êèñëîðîäà, çàòåì ïî ìåðå ðîñòà òåìïåðàòóðû è ïëîòíîñòè ñëåäóåò ãîðåíèå êðåìíèÿ – êîíå÷íàÿ ñòàäèÿ òåðìîÿäåðíîãî ñèíòåçà íóêëèäîâ â ìàññèâíûõ çâåçäàõ, íà êîòîðîé îáðàçóþòñÿ ÿäðà ãðóïïû æåëåçà, îáëàäàþùèå ìàêñèìàëüíîé óäåëüíîé ýíåðãèåé ñâÿçè. Çâåçäà ñ æåëåçíûì ÿäðîì íàõîäèòñÿ â ñòàäèè ïðåäñâåðõíîâîé, êîòîðàÿ ïðåäøåñòâóåò âçðûâó âñëåäñòâèå íàðóøåíèÿ ðàâíîâåñèÿ.

3

Îáðàçîâàíèå àòîìíûõ ÿäåð, ðàñïîëîæåííûõ â òàáëèöå çà ãðóïïîé æåëåçà, îáåñïå÷èâàåòñÿ äðóãèìè ìåõàíèçìàìè. Òàêèå íóêëèäû îáðàçîâûâàþòñÿ â ðåçóëüòàòå s-, r- è p-ïðîöåññîâ. s-ïðîöåññ ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé ìåäëåííûé çàõâàò íåéòðîíîâ, ïðè êîòîðîì îáðàçóþùèåñÿ íåóñòîé÷èâûå ÿäðà ðàñïàäàþòñÿ ïðåæäå, ÷åì óñïåþò ïðèñîåäèíèòü ñëåäóþùèé íåéòðîí. s-ïðîöåññ èäåò â íåäðàõ çâåçä ïðè èõ íîðìàëüíîé ñòàäèè ýâîëþöèè.

Òÿæåëûå è ñâåðõòÿæåëûå ýëåìåíòû òàáëèöû Ìåíäåëååâà, ñòîÿùèå çà Bi, îáðàçóþòñÿ âñëåäñòâèå r-ïðîöåññà.  ýòîì ïðîöåññå ÿäðî äîëæíî çàõâàòèòü ìíîãî íåéòðîíîâ, ïðåæäå ÷åì ïðîèçîéäåò åãî îòðèöàòåëüíûé áýòà-ðàñïàä. Âîçìîæíûìè àñòðîôèçè÷åñêèìè óñëîâèÿìè ïðîòåêàíèÿ r-ïðîöåññà ñ÷èòàþòñÿ ìåõàíèçìû, ÿâëÿþùèåñÿ ñëåäñòâèåì âçðûâîâ ñâåðõíîâûõ, òàê êàê ðåàêöèè áûñòðîãî çàõâàòà íåéòðîíîâ â ñòàöèîíàðíûõ çâåçäàõ íåâîçìîæíû. Îêîí÷àíèå r-ïðîöåññà ïðåðûâàåòñÿ ñïîíòàííûì äåëåíèåì ñâåðõòÿæåëûõ ÿäåð. Áûñòðûé çàõâàò íåéòðîíîâ áûë ÷àñòè÷íî ðåàëèçîâàí â èñêóññòâåííûõ óñëîâèÿõ ïðè âçðûâàõ ÿäåðíûõ áîìá, íà÷èíåííûõ óðàíîì-238.

p-ïðîöåññ ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé îáðàçîâàíèå ðåäêèõ, áîãàòûõ ïðîòîíàìè ÿäåð ïóòåì çàõâàòà ïðîòîíîâ èëè ïîçèòðîíîâ, òàê êàê íè îäíèì ïðîöåññîì íåéòðîííîãî çàõâàòà ýòè ÿäðà íå ìîãóò áûòü ñîçäàíû. Îäíàêî ôèçè÷åñêèå ìîäåëè óñëîâèé ïðîòåêàíèÿ p-ïðîöåññà â çâåçäàõ îñòàþòñÿ ïîêà â áîëüøåé ñòåïåíè íåîäíîçíà÷íûìè ïî ñðàâíåíèþ ñ ïðîöåññàìè çàõâàòà ýëåêòðîíîâ.

4

Ëåãêèå íóêëèäû ëèòèÿ, áåðèëëà è áîðà õàðàêòåðèçóþòñÿ áîëåå íèçêîé ðàñïðîñòðàíåííîñòüþ è ñòàáèëüíîñòüþ ïî îòíîøåíèþ ê ãåëèþ, óãëåðîäó, àçîòó è êèñëîðîäó è íå ìîãóò îáðàçîâûâàòüñÿ â ïðîöåññå îáû÷íîãî íóêëåîñèíòåçà â íåäðàõ çâåçä, ò.ê. îíè ëåãêî ðàçðóøàþòñÿ.

Íà ñåãîäíÿøíèé äåíü ó÷åíûå ïðèäåðæèâàþòñÿ ãèïîòåçû ñêàëûâàíèÿ – îáðàçîâàíèÿ ÿäåð ëåãêèõ ýëåìåíòîâ ïóòåì ðåàêöèè äåëåíèÿ ÿäåð óãëåðîäà, àçîòà è êèñëîðîäà ïðè ñòîëêíîâåíèè ñ ÿäðàìè âîäîðîäà è ãåëèÿ ëèáî â êîñìè÷åñêèõ ëó÷àõ, ëèáî êîñìè÷åñêèõ ëó÷åé ñ àòîìàìè ìåæçâåçäíûõ ãàçîâûõ îáëàêîâ. Êîñìè÷åñêèå ëó÷è – ýòî ïîòîê çàðÿæåííûõ ÷àñòèö, âêëþ÷àÿ ÿäðà àòîìîâ, êîòîðûå çàïîëíÿþò ïðîñòðàíñòâî Ãàëàêòèêè. Èõ èñòî÷íèêîì ñ÷èòàþòñÿ âçðûâû ñâåðõíîâûõ çâåçä. Ñîäåðæàíèå ëèòèÿ, áåðèëëà è áîðà â êîñìè÷åñêèõ ëó÷àõ íà ïÿòü ïîðÿäêîâ áîëüøå, ÷åì â çâåçäàõ. Ýòî óêàçûâàåò íà òî, ÷òî ðåàêöèè ñêàëûâàíèÿ èìåþò ìåñòî â êîñìè÷åñêèõ ëó÷àõ.

 êîñìè÷åñêèõ ëó÷àõ áîðà áîëüøå, ÷åì ëèòèÿ è áåðèëëà, à â Ãàëàêòèêå – ëèòèÿ áîëüøå ÷åì áåðèëëà è áîðà.

Îáðàçîâàíèå õèìè÷åñêèõ ýëåìåíòîâ, çà èñêëþ÷åíèåì âîäîðîäà è ãåëèÿ, èç êîòîðûõ ñôîðìèðîâàëàñü Ñîëíå÷íàÿ ñèñòåìà, ïðîèçîøëî â çâåçäàõ ïðåäøåñòâóþùåãî Ñîëíöó ïîêîëåíèÿ. Åñòü îñíîâàíèÿ ïîëàãàòü, ÷òî Ñîëíå÷íàÿ ñèñòåìà îáðàçîâàëàñü èç ãàçîïûëåâîãî îáëàêà – îñòàòêà ñâåðõíîâûõ, êîòîðûå ïðîøëè âñå ýòàïû çâåçäíîãî íóêëåîñèíòåçà è âçîðâàëèñü.


Èíôîðìàöèÿ î ðàáîòå «Çâåçäíûé íóêëåîñèíòåç – èñòî÷íèê ïðîèñõîæäåíèÿ õèìè÷åñêèõ ýëåìåíòîâ»
Ðàçäåë: Ôèçèêà
Êîëè÷åñòâî çíàêîâ ñ ïðîáåëàìè: 7224
Êîëè÷åñòâî òàáëèö: 0
Êîëè÷åñòâî èçîáðàæåíèé: 0

Ïîõîæèå ðàáîòû

Ñêà÷àòü
41366
1
1

... Áóíçåíîì è ò. ä.). Ñðåäè êàòàëèçàòîðîâ îñîáàÿ ðîëü ïðèíàäëåæèò ôåðìåíòàì, ñâîåîáðàçíûì æèâûì êàòàëèçàòîðàì, ñûãðàâøèì êëþ÷åâóþ ðîëü â âîçíèêíîâåíèè æèçíè. 7.         Êîíöåïöèè è ïðèíöèïû ýâîëþöèîííîé õèìèè è ñàìîîðãàíèçàöèè ýâîëþöèîííûõ õèìè÷åñêèõ ñèñòåì Ñèñòåìà è êîíöåïöèè ýâîëþöèîííîé õèìèè ñòàëè ôîðìèðîâàòüñÿ â 60-70-å ãîäû XX âåêà è â ñâîåé îñíîâå îòâå÷àþò äàâíåé ìå÷òå õèìèêîâ îñâîèòü è ...

Ñêà÷àòü
106443
0
0

... Çåìëè, ïðåâûøàþùèé ïî ñîâðåìåííûì ãåîôèçè÷åñêèì äàííûì 10 ìèëëèàðäîâ ëåò, è èçìåðåíèÿ èçîòðîïíîãî âîçðàñòà ìåòåîðèòîâ íå âïèñûâàþòñÿ â ðåëÿòèâèñòñêèå âðåìåííûå ïàðàìåòðû Âñåëåííîé, ïðåäóñìàòðèâàþùèå åå íà÷àëî â ðåçóëüòàòå Áîëüøîãî âçðûâà, à ïî ñóùåñòâó îïðîâåðãàþò èõ. Òàê, âîçðàñò ãîðíûõ ïîðîä, ïîëó÷åííûõ â Êîëüñêîé ñâåðõãëóáîêîé ñêâàæèíå, îöåíèâàåòñÿ â 13 ìèëëèàðäîâ ëåò. Èëè äðóãîé ôàêò. Åùå â ...

Ñêà÷àòü
27857
0
0

... íà íåñîìíåííóþ öåííîñòü ýòèõ ãèïîòåç, âñå îíè èìåëè îäèí âåñüìà ñóùåñòâåííûé íåäîñòàòîê – âîçíèêíîâåíèå æèâîãî èç ìèíåðàëüíûõ ýëåìåíòîâ òðàêòîâàëîñü êàê âíåçàïíûé ñëó÷àéíûé ïðîöåññ. Ñîâðåìåííûå âçãëÿäû íà âîçíèêíîâåíèå æèçíè. Ñöåíàðèé ïðîèñõîæäåíèÿ æèçíè Þ. À. Êîëÿñíèêîâà. Íà ñåãîäíÿ î÷åâèäíî, ÷òî ðîæäåíèå Æèçíè ìîãëî ïðîèçîéòè òîëüêî â æèäêîé âîäå. Îäíàêî íè îäèí èññëåäîâàòåëü íå ...

Ñêà÷àòü
766403
1
0

... ôèëîñîôèè - îñîáåííî ñ ìåòîäî­ëîãè÷åñêèõ ïîçèöèé ìàòåðèàëèñòè÷åñêîãî ïîíèìàíèÿ èñòî­ðèè è ìàòåðèàëèñòè÷åñêîé äèàëåêòèêè ñ ó÷åòîì ñîöèîêóëüòóðíîé îáóñëîâëåííîñòè ýòîãî ïðîöåññà. Îäíàêî â çàïàäíîé ôèëîñîôèè è ìåòîäîëîãèè íàóêè XX â. ôàêòè÷åñêè - îñîáåííî â ãîäû «òðèóìôàëüíîãî øåñòâèÿ» ëî­ãè÷åñêîãî ïîçèòèâèçìà (à ó íåãî äåéñòâèòåëüíî áûëè íåìàëûå óñïåõè) - íàó÷íîå çíàíèå èññëåäîâàëîñü áåç ó÷åòà åãî ...

0 êîììåíòàðèåâ


Íàâåðõ