< Previous | Contents | Next >
По современным представлениям за образование тяжелых атомных ядер ответственны несколько механизмов, среди которых особо выделяются так на- зываемые s- и r-процессы. В их основе лежит реакция нейтронного захвата,
Стабильное ядро
β-радиоактивное ядро
sr
s
sr
s
r
Медленный β-распад
r
β-распад
Магическое число нейтронов
(γ, n)
(n, γ)
Z
N
Долина стабильности
Рис. 2. Треки r-процесса на диаграмме изотопов в осях числа нейтронов N и протонов Z. Движение в положительном направлении вдоль оси N соответствует накоплению нейтронов в реакциях (n, γ). Со смещением в область нейтроноизбыточных изотопов ядро начинает испытывать β-распады, повышающих его зарядовое число.
поэтому треки этих процессов, то есть траектории движения исходного ядра в осях NZ-диаграммы, лежат в области нейтроноизбыточных изотопов. При накоплении большого числа нейтронов ядро начинает претерпевать β-распады, повышающие ее зарядовое число без потери массы. Это позволяет вернуть нук- лид ближе к долине стабильности и продолжать набор массы за счет захвата нейтронов. Характерный вид треков r-процесса представлен на рис. 2.
÷
Как следует из названий, принципиальная разница между “медленным” s- и “быстрым” r-процессом заключается в том, что в последнем случае реакции (n, γ) идут значительно интенсивнее: прежде чем распасться, исходное ядро должно захватить нейтрон около 10 раз, поэтому треки r-процесса смещены значительно дальше в нейтроизбыточную область. Благодаря этому удается захватить ряд отстоящих от долины стабильности долгоживущих изотопов, которые не могут быть синтезированы в s-процессе. Кроме того, s-процессом невозможно объяснить существование долгоживущих ядер тяжелее висмута. Дело в том, что область зарядовых чисел 84 89 лишена стабильных изотопов, скорости s-процесса не позволили бы “перескочить” этот разрыв. Для его пре- одоления ядро должно стремительно набирать массу, как в случае r-процесса. Тем самым именно r-процесс может быть основным источником таких ядер, как изотопы урана 235U и 238U.