Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
10.docx
Скачиваний:
11
Добавлен:
05.03.2016
Размер:
201.72 Кб
Скачать

10.Протон-протонный цикл

— совокупностьтермоядерных реакций, в ходе которыхводород превращается в гелий в звёздах, находящихся на главной звездной последовательности, основная альтернатива CNO-циклу. Протон-протонный цикл доминирует в звёздах с массой порядка массы Солнца или меньше. Цикл принято делить на три основных цепочки: ppI, ppII, ppIII. Существенный вклад в энерговыделение вносят только первые две. Оставшиеся превращения существенны только при точном подсчёте количества высокоэнергичных нейтрино.

[править]Продукты протон-протонного цикла

Конечным продуктом цепочки ppI, доминирующей при температурах от 10 до 14 миллионов градусов, является ядро атома гелия, возникшее в результате слияния четырех протонов с выделением энергии, эквивалентной 0,7 % массы этих протонов. Цикл включает в себя три стадии. Вначале два протона, имеющие достаточно энергии, чтобы преодолеть кулоновский барьер, сливаются, образуя дейтрон, позитрон и электронное нейтрино; затем дейтрон сливается с протоном, образуя ядро 3He; наконец, два ядра атома гелия-3 сливаются, образуя ядро атома гелия-4. При этом высвобождаются два протона.

  • p + p → ²D + e+ + νe + 0,4 МэВ

  • ²D + p → 3He + γ + 5,49 МэВ.

  • 3He + 3He → 4He + 2p + 12,85 МэВ.

Другие две цепочки (ppII и ppIII) вносят вклад в цикл при более высоких температурах, чем ppI. На Солнце около 85 % слияний водорода в гелий-4 происходят через ppI.

Время, через которое Солнце израсходует своё «топливо» и термоядерная реакция прекратится, оценивается в 6 миллиардов лет.

Вуглецево-азотний цикл (також цикл Бете-Вейцзекера або CNO-цикл) — ланцюжоктермоядерних реакцій, внаслідок яких водень перетворюється на гелій та виділяєтьсяенергія[1][2][3]. Запропонований 1938 року Гансом Бете [4] (та незалежно від нього —Карлом Вейцзекером[5]) як джерело енергії звичайних зір із температурою в центральній частині близько 20 млн K.

Розгалужений процес, що складається з чотирьох основних гілок. Головну роль у виділенні енергії відіграє найвідоміша перша гілка[2]. Вона складається з таких реакцій:

  • 12C + 1H → 13N + γ + 1,95 МеВ (1,3·107 років)

  • 13N → 13C + e+ + νe + 1,37 МеВ (7 хвилин)

  • 13C + 1H → 14N + γ + 7,54 МеВ (2,7·106 років)

  • 14N + 1H → 15O + γ + 7,29 МеВ (3,2·108 років)

  • 15O → 15N + e+ + νe + 2,76 МеВ (82 секунди)

  • 15N + 1H → 12C + 4He + 4,96 МеВ (1,12·105 років)

Кількість ядер вуглецю і азоту у реакціях циклу не змінюється, вони є лишекаталізаторами у перетворенні чотирьох протонів на α-частинку і випромінювання γ-квантів.

Ланцюжок кожної гілки реакцій вуглецево-азотного циклу містить дві реакції бета-розпаду, швидкість яких від зовнішніх умов не залежить. У надрах зір головної послідовності ці реакції є найшвидшими, тому швидкість енерговиділення визначається швидкістю реакцій за участю протонів. На відміну від реакцій водневого циклу швидкість цих реакцій набагато сильніше залежить від температури у ядрі. Тому реакції вуглецево-азотного циклу є переважним джерелом енергії для зір, температура у ядрі яких перевищує 15 млн K. Це зорі з масою більше 1,2М[2].

Під час спалахів наднових реакції вуглецево-азотного циклу відбуваються за температур близько 80 млн K і бета-розпад стає навпаки, найповільнішою ланкою циклу. Нестійкі ядра не встигають розпадатися і беруть участь у нових ядерних реакціях за участю протонів та альфа-частинок. У цьому випадку кількість гілок циклу дуже збільшується і він набуває заплутаного характеру. Такий вуглецево-азотний цикл називають гарячим[2].

28. Галактики, що є джерелами радіовипромінювання, називаються радіогалактиками. В них відбуваються бурхливі процеси, які супроводжуються викидами речовини. На більших віддалях (до 12 млрд. світлових років) спостерігаються зореподібні радіоджерела – квазари. Потужністю випромінювання вони перевершують найбільші за розміром Галактики. За хімічним складом квазари дуже близькі до газових туманностей. В них значний надлишок ультрафіолетового та інфрачервоного випромінювання порівняно зі звичайними зорями.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]