A A A A Автор Тема: Синтез тяжелых элементов в природе  (Прочитано 2403 раз)

0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.

Оффлайн MarkabАвтор темы

  • *****
  • Сообщений: 816
  • Благодарностей: 11
    • Сообщения от Markab
Уважаемые коллеги!
В одной из веток этого форума мимоходом зашел разговор об образовании в природе тяжелых транс урановых элементов. Меня интересует вопрос их образования.


Если построить кривую, на которой по оси Х отложить атомный вес, а по оси Y - энергию связи нуклонов в ядре, то максимальная энергия связи придется как раз на железо. Именно поэтому, в звездах реакции ядерного синтеза идут только до железа. То есть, в процессе термоядерного синтеза, в звездах могут образовываться элементы, которые, как правило, легче железа.
Образование более тяжелых элементов в процессе ядерных реакций невозможно, поскольку для каждого нового цикла синтезе(горения) требуются все бОльшие температуры. Конечно, в процессе синтеза могут образовываться элементы и на незначительном удалении от железа по энергии связи. Но образование этих элементов не столь выгодно с энергетической точки зрения, как железа, например, четно-четные магические ядра Ni. Но это относится к области с небольшим отклонением по весу, максимум до А=70-90.

Синтез тяжелых ядер происходит при вспышке сверхновой. Точный механизм синтеза, я указать не смогу, но возможны два варианта:
1) При энергии, которая выделяется при вспышке сверхновой, температуры таковы, что возможны реакции с поглощением энергии, при которых образуются тяжелые ядра.
2) Поглощение сравнительно легким ядром нейтронов, в следствие чего растет атомный вес исходного ядра. Получившееся ядро испытывает бетта распад, сдвигается увеличивает свой атомный номер на 1. Далее, описанная процедура повторяется.

Вопросы:
1) Непонятный вопрос - устойчивость такого ядра. Из двух, средних по массе ядер, получается одно, более массивное. При этом, новое ядро претерпевает существенную перестройку, которая сопровождается мощным гамма излучением.  Представляется, что ядро при этом будет очень неустойчивым и может распасться.
2) Для реализации этого механизма необходимо, что бы бетта распад происходил моментально быстро.

Каковы будут Ваши мнения?

Оффлайн dims

  • *****
  • Сообщений: 11 787
  • Благодарностей: 124
  • Пожалуй, стоит ограничиться обменом мнениями
    • Skype - virafon
    • Сообщения от dims
    • Мой блог
Re: Синтез тяжелых элементов в природе
« Ответ #1 : 12 Окт 2005 [10:39:16] »
1) При энергии, которая выделяется при вспышке сверхновой, температуры таковы, что возможны реакции с поглощением энергии, при которых образуются тяжелые ядра.
Я думаю, так оно и есть.

Цитата
2) Поглощение сравнительно легким ядром нейтронов, в следствие чего растет атомный вес исходного ядра. Получившееся ядро испытывает бетта распад, сдвигается увеличивает свой атомный номер на 1. Далее, описанная процедура повторяется.
А почему это вынесено в отдельный вариант? Ведь в конечном итоге важно одно: проходит ли процесс с выделением энергии или с поглощением. Ясно, что если бы описанный в (2) процесс мог происходить с выделением энергии, он происходил бы самопроизвольно и мы имели бы звёзды или другие объекты, работающие на этом процессе. Если же данный процесс требует энергии, то он автоматически подпадает в разряд "реакции с поглощением энергии, при которых образуются тяжёлые ядра", то есть под пункт (1).

Да, насколько я понимаю, нуклеосинтез тяжёлых эелемнтов так и происходит.
Димс.
Я прекратил участие в форуме.

Оффлайн Stepa

  • *****
  • Сообщений: 1 993
  • Благодарностей: 44
  • Мне нравится этот форум!
    • Сообщения от Stepa
Re: Синтез тяжелых элементов в природе
« Ответ #2 : 12 Окт 2005 [11:05:48] »
При взрыве сверхновой нейтронов просто море. И ядра могут получить множественное количество нейтронов.

Т.е. A1+m(n) -> A2 реален. И затем идет ступенчатый бета-процесс. Действительно, для такого ядра он может быть практически мгновенным (времена порядка 10^-10 сек)

Сами ядра не сливаются - температура нужна ой-ой-ой.
We must hang together or we all shall hang separately

Оффлайн MarkabАвтор темы

  • *****
  • Сообщений: 816
  • Благодарностей: 11
    • Сообщения от Markab
Re: Синтез тяжелых элементов в природе
« Ответ #3 : 12 Окт 2005 [18:18:18] »
Т.е. A1+m(n) -> A2 реален. И затем идет ступенчатый бета-процесс. Действительно, для такого ядра он может быть практически мгновенным (времена порядка 10^-10 сек)
Проблема в том, что для получения урана, мы должны получить десятки "промежуточных" элементов, каждый из которых должен мнгновенно испытвать бетта распад.

Как Вы думаете, может ли быть такой механизм: ядро за короткий момент времени поглощает сразу несколько нейтронов(плотность то нейтронов при вспышке сверхновой очень высокая!), становится перегружено нейтронами и испытавает не обычный радиоактивный распад, а "вынужденный"? Мы же этот процесс пока просто не открыли, поскольку в лаборатории пока не можем одно легкое ядро "накормить" сразу десятком нейтронов.

Оффлайн Stepa

  • *****
  • Сообщений: 1 993
  • Благодарностей: 44
  • Мне нравится этот форум!
    • Сообщения от Stepa
Re: Синтез тяжелых элементов в природе
« Ответ #4 : 12 Окт 2005 [18:59:55] »
Его именно накармливают нейтронами. Т.е. стоит немного ядру задержаться в бета-распадном дереве, так сразу ему еще десяток-другой нейтронов.
Я не думаю, что можно его как-то вынудить.


Сверхнейтронизированные ядра мы получаем. Это есть такой способ


 
We must hang together or we all shall hang separately

Оффлайн MarkabАвтор темы

  • *****
  • Сообщений: 816
  • Благодарностей: 11
    • Сообщения от Markab
Re: Синтез тяжелых элементов в природе
« Ответ #5 : 12 Окт 2005 [21:39:30] »
Его именно накармливают нейтронами. Т.е. стоит немного ядру задержаться в бета-распадном дереве, так сразу ему еще десяток-другой нейтронов. Я не думаю, что можно его как-то вынудить.

Сверхнейтронизированные ядра мы получаем. Это есть такой способ
Не могли бы Вы ссылочку дать? Интересно почитать.  :)

Оффлайн Droog_Andrey

  • *****
  • Сообщений: 1 966
  • Благодарностей: 18
  • фанат простых чисел
    • Сообщения от Droog_Andrey
    • XYYXF проект
Re: Синтез тяжелых элементов в природе
« Ответ #6 : 12 Окт 2005 [22:07:51] »
Со школьной скамьи помню, что при взрыве сверхновых образуются элементы до калифорния включительно, а на Земле (в естественных условиях) обнаружены элементы до плутония включительно.
2^57885161-1 is prime!

Оффлайн Stepa

  • *****
  • Сообщений: 1 993
  • Благодарностей: 44
  • Мне нравится этот форум!
    • Сообщения от Stepa
Re: Синтез тяжелых элементов в природе
« Ответ #7 : 13 Окт 2005 [00:19:05] »
We must hang together or we all shall hang separately

Оффлайн Дмитрий Вибе

  • Обозреватель
  • *****
  • Сообщений: 18 071
  • Благодарностей: 461
  • Дети любят бутерброд с маргарином!
    • Сообщения от Дмитрий Вибе
    • Персональная страница
Было бы ошибкой думать.