- •4.Радиус ядра
- •1) Изучение рассеяния быстрых нейтронов на ядрах
- •2)Измерение рассеяния быстрых электронов на ядрах
- •3)Сравнение результатов
- •3.Энергия связи ядра и удельная энергия связи
- •5.Спин ядра
- •6.Магнитный момент ядра и его экспериментальное определение
- •7.Квадрупольный момент и форма ядра
- •10. Классификация моделей ядра
- •11. Коллективная модель ядра
- •12. Модель Ферми-газа
- •16. Свойства ядерных сил
- •23. Мезонная теория ядерных сил
- •22. Изотопическая инвариантность ядерных сил
- •9. Изотопический спин ядра
- •13. Оболочечная модель
- •8. Статистика и четность
- •27. Последовательные и параллельные распады. Вековое уравнение
- •28. Альфа-распад
- •29. Виды β-распада и энергетические условия
- •31. Нейтрино и антинейтрино. Экспериментальное доказательство существования нейтрино
- •37. Эффект Мессбауэра
- •26. Радиоактивные ряды
- •39. Классификация и механизмы ядерных реакций
- •40. Резонансные реакции через составное ядро
- •41. Нерезонансные реакции через составное ядро
- •42. Прямые ядерные реакции
- •47. Ядерные реакторы. Принципы работы
- •46. Цепные ядерные реакции
- •50. Управляемый термоядерный синтез
- •52. Нуклеосинтез во Вселенной
52. Нуклеосинтез во Вселенной
Нуклеосинтезом называют образование атомных ядер (химических элементов) в естественных условиях. Атомные ядра образуются в ядерных реакциях, происходящих во Вселенной на различных стадиях ее эволюции. Наблюдаемая материя концентрируется в звездах и планетах, а также образует разреженную межзвездную среду. Эта материя представляет собой главным образом нуклиды (атомные ядра с различным числом протонов Z и нейтронов N) девяносто двух химических элементов от водорода (Z = 1) до урана (Z = 92). Все разнообразие ядерного состава Вселенной сводится примерно к 300 нуклидам, и современная наука позволяет объяснить историю появления этих нуклидов и их распространенность.
Существуют три основных механизма нуклеосинтеза: космологический (первичный или дозвездный) нуклеосинтез, синтез ядер в звездах и нуклеосинтез под действием космических лучей.
Механизмы нуклеосинтеза неотделимы от процессов во Вселенной и характера ее эволюции. Современная наука полагает, что Вселенная родилась около 14 млрд лет назад в результате так называемого Большого взрыва. Вначале вещество Вселенной, состоящее из элементарных частиц и излучения, было сконцентрировано в малом объеме и имело огромную плотность и температуру. Происходило стремительное расширение Вселенной, сопровождаемое ее охлаждением. С появлением первых звезд (примерно через 2 млрд лет) Вселенная вступила в звездную эру, в которой пребывает и сейчас.
Космологический нуклеосинтез - это синтез ядер на раннем этапе эволюции Вселенной (до образования звезд). В краткий период 1-3 минуты после Большого взрыва во Вселенной впервые реализовались условия для протекания термоядерных реакций синтеза. В горячем веществе Вселенной, содержавшем протоны и нейтроны при температуре ≈ 109 К, в результате их слияния образовались легкие элементы, такие как дейтерий, тритий, гелий, литий.
После того как во Вселенной образовались звезды, основным механизмом нуклеосинтеза стали ядерные реакции в звездах. Легкие ядра (и химические элементы) вплоть до железа и никеля образуются в звездах в термоядерных реакциях синтеза. Ядра более тяжелых элементов вплоть до урана образуются в массивных звездах при их взрывах в результате захвата нейтронов более легкими ядрами с последующим бета-распадом.
Некоторые химические элементы образуются в результате взаимодействия космических лучей с межзвездной средой.
В результате нуклеосинтеза сформировался современный ядерный состав Вселенной. В ней больше всего водорода (≈91 % ядер) и гелия (≈8,9 %). Остальных ядер <0,2%. Нуклеосинтез продолжается и в настоящее время.