Рис. 1. Изменение выхода легчайших ядер и барионной плотности (штриховая линия) на этапе космологического нуклеосинтеза.

    Нуклеосинтез – образование атомных ядер (нуклидов) в естественных условиях. Атомные ядра образуются в ядерных реакциях, происходящих во Вселенной на различных стадиях её эволюции. Нуклеосинтез позволяет понять, как в природе образуются химические элементы и объяснить наблюдаемую распространённость этих элементов и их изотопов. Существуют три главных механизма нуклеосинтеза: космологический (или дозвёздный) нуклеосинтез, синтез ядер в звёздах и при взрывах звёзд, нуклеосинтез под действием космических лучей.
    Механизмы нуклеосинтеза неотделимы от процессов во Вселенной и характером её 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 объёме и имело огромную плотность и температуру. Происходило стремительное расширение Вселенной, сопровождаемое её охлаждением. С появлением первых звёзд (примерно через 2 млрд. лет) Вселенная вступила в звёздную эру, в которой пребывает и сейчас.
    Космологический нуклеосинтез – это синтез ядер на раннем этапе эволюции Вселенной (до образования звёзд). В краткий период 10²–10³ секунд 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 образовывались лёгкие элементы, такие как дейтерий, тритий, гелий, литий (рис. 1).
    После того как во Вселенной образовались звёзды, основным механизмом нуклеосинтеза стали ядерные реакции в звёздах. Лёгкие ядра (и химические элементы) вплоть до железа и никеля образуются в звёздах в термоядерных реакциях синтеза. Ядра более тяжёлых элементов вплоть до урана образуются в массивных звёздах и при их взрывах главным образом в результате захвата нейтронов более лёгкими ядрами с последующим бета-распадом (β^-).
   Некоторые химические элементы образуются в результате взаимодействия космических лучей с межзвёздной средой.
    В результате нуклеосинтеза сформировался современный атомарный состав Вселенной. В ней больше всего водорода (≈ 91% атомов) и гелия (≈ 8.9%). Остальных атомов < 0.2%. Нуклеосинтез продолжается и в настоящее время.

Рис. 2. Логарифм распространенности нуклидов во Вселенной в зависимости от массового числа (по данным Е. Андерса и Н. Гривса, 1989). Выбраны такие единицы, в которых распространенность Si принята равной 106). Эффект спаривания нуклонов приводит к тому, что у ядер с чётными значениями Z и N распространённость, как правило, выше, чем у соседних ядер с нечетными Z и N.

Смотрите также

	Распространенность элементов
	Ядерные реакции в звездах
	Образование легчайших ядер. Дозвездная стадия образования элементов
	Звездная эволюция
	Горение водорода
	Поиск солнечных нейтрино
	Горение гелия
	Горение углерода и кислорода
	Горение кремния
	Образование элементов тяжелее железа