В 1939 году Г. Бете впервые рассмотрел CNO-цикл как один из путей образования гелия из водорода в звездах. Особенность CNO-цикла состоит в том, что он, начинаясь с ядра углерода, сводится к последовательному добавлению 4-х протонов с образованием в конце CNO-цикла ядра 4He. Последовательность реакций, первоначально предложенная Бете и К.-Ф. Вайцзеккером, имеет вид
12C + p →
13N +
γ
13N
→ 13C + e+
+
νe
13C + p
→ 14N
+
γ
14N + p
→ 15O
+
γ
15O
→
15N + e+ + νe
15N + p →
12C + 4He.
М. Бeрбидж, Г. Бeрбидж, В. Фаулер, Ф. Хойл в 1957 году дали следующее описание основных процессов звездной эволюции (рис.2), в которых происходит образование атомных ядер.
- Горение водорода, в результате этого процесса образуются ядра 4He.
- Горение гелия. В результате реакции 4He + 4He + 4He → 12C + γ образуются ядра 12C.
- α-процесс. В результате последовательного захвата α-частиц образуются ядра 16O, 20Ne, 24Mg, 28Si …
- e-процесс. При достижении температуры 5·109 K в звездах в условиях термодинамического равновесия протекает большое количество разнообразных реакций, в результате чего образуются атомные ядра вплоть до Fe и Ni. Ядра с A ~ 60 - наиболее сильно связанные атомные ядра. Поэтому на них кончается цепочка ядерных реакций синтеза, сопровождающихся выделением энергии.
- s-процесс. Ядра тяжелее Fe образуются в реакциях последовательного захвата нейтронов. Последующий β--распад повышает порядковый номер образующихся атомных ядер. Интервал времени между последовательными захватами нейтронов больше периодов β--распада.
- r-процесс. Если скорость последовательного захвата нейтронов гораздо больше скорости β--распада атомного ядра, то оно успевает захватить большое число нейтронов и лишь затем, в результате последовательной цепочки β--распадов, превращается в стабильное ядро. Обычно считается, что r-процессы происходят в результате взрывов Сверхновых.
- P-процесс. Некоторые стабильные нейтронодефицитные ядра (так называемые обойденные ядра) образуются в реакциях захвата протона, в реакциях (β-,n) или в реакциях под действием нейтрино.
- X-процесс. Механизм образования легких ядер Li, Be, B в то время не был известен. Образовавшись в звездах, эти ядра должны были интенсивно разрушаться в реакциях под воздействием протонов. Сегодня считается, что эти ядра образуются в результате взаимодействия космических лучей с космической пылью. (Легкие ядра образуются также на дозвездной стадии эволюции Вселенной.)
|
Рис. 2. Основные этапы эволюции массивной звезды |
Смотрите также
В.Н.Рыжов "Звездный нуклеосинтез - источник происхождения химических элементов"
|
|
22.09.15