Надо Знать

добавить знаний



S-процесс



План:


Введение

s-процесс (от англ. slow - Медленный) - реакции нуклеосинтеза, которые заключаются в последовательном захвате ядрами нейтронов. Процесс назван медленным в отличие от r-процесса, так как ядра с короткими периодами полураспада, образующихся в таких реакциях, в основном успевают испытать β-распада прежде чем будет подключен следующий нейтрон.

По современным представлениям именно благодаря этому процессу в Вселенной образовалась основное количество химических элементов тяжелее железа (до Висмут включительно), а также некоторое количество изотопов аргона и кальция [1].

Соответствующий механизм нуклеосинтеза впервые описано в известной работе Маргарет и Джеффри Бербиджив, Фреда Хойла и Уильяма Фаулера [2].


1. Последовательность реакций

Стабильность изотопов химических элементов

Ряд реакций обычно начинается с ядер так называемого железного пика (железо, никель), поскольку сечение реакции захвата нейтронов для легких ядер слишком мал. Нестабильные ядра с короткими периодами жизни испытывают β - распада. Ядра, имеющие сравнительно длинные периоды полураспада, могут участвовать в дальнейших реакциях. Результате процесса образуются только достаточно стабильные ядра.


2. Условия протекания

Для эффективного протекания s-процесса протрибна высокая концентрация нейтронов (порядка 10 10 см -3). Образование необходимого количества нейтронов могут обеспечить реакции:

13 C + α → 16 O + n + 2,22 МэВ
22 Ne + α → 25 Mg + n

Они весьма эффективно происходят при температуре 10 августа K.

Дополнительным источником нейтронов при такой температуре могут быть фотонейтронни реакции:

13 C + γ → 12 C + n - 4,95 МэВ
14 N + γ → 13 N + n - 10,55 МэВ

Их роль возрастает с увеличением температуры.

Нужны условия возникают в недрах звезд асимптотического ответвления гигантов после преобразования в их ядре водорода на гелий, а гелия - на углерод (вследствие тройной α-реакции). Источником образования необходимого количества 14 N служат реакции CNO-цикла, происходящие на границе между конвективной гелиевой оболочкой и внешним слоем, богатым на водород.


3. Результат

Для образования тяжелых ядер соответствующие условия должны поддерживаться в течение достаточно длительного времени (тысячи лет). Последовательность реакций s-процесса прекращается с образованием свинца и Висмут, поскольку элементы с атомными номерами 84-89 ( полоний, астат, радон, франций, радуйся и актиний) не имеют достаточно стабильных изотопов и испытывают быстрого α-распада.

Образование ядер с атомными номерами 90 и больше ( торий, уран) требует большей мощности нейтронных потоков, и происходит в r-процессе.


код для вставки
Данный текст может содержать ошибки.

скачать

© Надо Знать
написать нам