Детская энциклопедия

Меню сайта











От гелия до висмута

Звезды — не мертвые тела. Они живут и в своем развитии проходят разные стадии — стадии эволюции, как говорят астрофизики. На первой стадии в ядре звезды протекает тер­моядерная реакция «сгорания» водорода в ге­лий. Этот процесс тянется миллион лет. По­степенно «запасы» водорода в центре звезды сходят на нет, зато гелия становится все боль­ше и больше. Состав ядра и состав оболочки звезды становятся различными.

И тут звезда изменяет свое доселе спокойное поведение. Ее оболочка начинает расширяться, а ядро, напротив, сжимается. Сжатие повы­шает температуру, и она достигает в центре звезды 150 млн. градусов.

Теперь синтез химических элементов может перескочить гелиевый «барьер». Ядра гелия начинают сливаться друг с другом, и включает­ся механизм так называемого альфа-синтеза. К образующимся ядрам присоединяются новые α-частицы. Сначала три α-частицы сливаются в ядро углерода-12. Дальнейшую цепочку син­теза мы в терминах ядерной физики можем записать так:

 

где γ означает испускание гамма-лучей.

Мы оборвали эту цепочку на магнии не слу­чайно. Тут α-синтез прекращается, потому что 150 млн. градусов не хватает для образова­ния последующих элементов.

Но ведь до технеция α-синтез так и не до­шел. У магния порядковый номер 12, у техне­ция — 43. Разница между ними равна 31. Еще тридцать один элемент каким-то путем должен был образоваться, чтобы технеций мог салютовать земным ученым с далеких звезд­ных миров...

Быть может, звезда за счет чего-то получает дополнительный подогрев? Однако за счет чего именно? Ведь теперь речь идет о темпе­ратурах уже в миллиарды градусов. Только в этом случае образование элементов может шагнуть за магний. Где найти такое громад­ное количество тепла — совершенно неясно.

Хотя альфа-бета-гамма-теория лопнула как мыльный пузырь, от нее осталась вполне мате­риальная «капля». В этой «капле» сосредото­чилось то единственно ценное, что было в зло­получной теории: синтез химических элемен­тов проходит с участием нейтронов.

Нейтрон, как мы знаем, — всемогущее ору­дие при осуществлении ядерных реакций. Ему безразлично, каковы внешние условия: царит ли сковывающий холод или нестерпимый жар. Он с одинаковым успехом добирается до атом­ного ядра. Если допустить, что в дело вмеши­вается процесс захвата нейтронов, тогда це­почка синтеза элементов потянется дальше. Для этого нужны свободные нейтроны, много свободных нейтронов. Их источники должна была отыскать изобретательная мысль ученых.

В звездах существуют ядра двух атомов: углерода-13 и неона-21. Они образуются на пре­дыдущих стадиях эволюции звезды. Как имен­но — вопрос сложный. Мы не будем на нем задерживаться. Примем сам факт.

Можно представить себе, что ядро углерода-13 как бы составлено из трех альфа-частиц плюс один нейтрон. В ядре неона-21 пять альфа-частиц терпят нежелательное соседство един­ственного нейтрона. Нежелательное потому, что ядра, состоящие целиком только из альфа-частиц, очень устойчивые системы (кроме берил-лия-8). Нейтрон же в этих ядрах — как инородное тело, и они стремятся от него избавиться, поменяв на альфа-частицу. Словом, происхо­дят ядерные реакции:

 

Для синтеза элементов появляется вполне достаточное количество свободных нейтронов.

Теперь-то и вступает в действие тот меха­низм, которым пыталась объяснить образова­ние всех элементов альфа-бета-гамма-теория. Начинается процесс медленного захвата ней­тронов. Медленного потому, что промежуток времени между двумя последовательными за­хватами нейтронов велик по сравнению с перио­дами полураспада образующихся изотопов. Только изотопы с большими периодами полу­распада способны к дальнейшим превращениям. Менее долговечные изотопы превращаются в ста­бильные раньше, чем успеют захватить очеред­ной нейтрон. Так рождаются многие элементы, в том числе и технеций.

Этот механизм синтеза элементов выклю­чается на висмуте (порядковый номер 83). Следующие за ним элементы недолговечны. Они распадаются раньше, чем получают воз­можность захватить нейтрон.

КАК И ИЗ ЧЕГО ВЕЩЕСТВО ПОСТРОЕНО
ЭЛЕМЕНТАРНЫЕ ЧАСТИЦЫ 

Молекулы и атомы 
Внутриатомные частицы 
Космические лучи 
Ускорители 
Превращения элементарных частиц 
Множественное рождение частиц       Время жизни и период полураспада нейтрона 
Частицы и волны 
Испускание света и рождение частиц  
Тяжелые, средние и легкие частицы 
Частицы-волчки 
Частицы и античастицы                         На переднем крае науки 
"Отшельники" и "общественники" 
Неуловимая частица                         Свойства частиц и свойства пространства-времени
Квантование полей и пи-мезоны            Нейтрино и антинейтрино   
Рождение, жизнь и смерть химических элементов 
Урановые лучи 
Полшага до открытия радиоактивности
Три вида лучей                                          Превращение фотона
Из металла газ 
Упорядоченный хаос                                О теории и практике в науке  
Элементы первичные и вторичные 
Что такое радиоактивность? 
"Я вижу атом"
Азот превращается в кислород 
Нейтрон и новая модель атома 
Цепь великих открытий 
Искусственные элементы 
Земная жизнь искусственных элементов 
Как объясняется радиоактивность современной наукой? 
Управляемый радиоактивный распад 
Сколько видов радиоактивных превращений существует? 
Гамма-лучи 
Коротко о нуклонах  
Маленькая интермедия  
Почему светят звезды? 
"Весь мир за пятнадцать минут"  
Ключ дает технеций 
От гелия до висмута 
Рождение и гибель сверхновых звезд 
Атомный реактор 
Жизнь нейтронов в реакторе 
Критическая масса реактора 
Регулировка мощности атомного реактора 
Запаздывающие нейтроны 
Превращение элементов в атомном реакторе 
Действие радиоактивных излучений на материалы атомного реактора
Переработка атомного горючего           ТЭС-3--Самоходная атомная электростанция
Различные атомные реакторы               "Ромашка"--Реактор-термоэлектрогенератор 
Как видят невидимое (приборы ядерной физики)
Столовый прибор 
Туман помогает видеть 
Частица-фотограф 
Счетчики Черенкова 
Пузырьковая камера 
Искровые счетчики





 
Календарь
«  Декабрь 2016  »
ПнВтСрЧтПтСбВс
   1234
567891011
12131415161718
19202122232425
262728293031

Новые статьи
Каталог статей
Как подготовить ребенка к школе
Освоение навыков чтения
Природные материалы на уроках труда

Статистика




 
Адрес почты Вопросы по рекомендациям, размещению рекламы и обратных ссылок обращайтесь pochta@enciklopediya1.ru
2013 © 2016