Теперь Кью работает в режиме чтения

Мы сохранили весь контент, но добавить что-то новое уже нельзя

Какие процессы происходят с ядрами водорода внутри звёзды во время термоядерной реакции?

ФизикаАстрономия+3
Андрей Расшибин
  ·   · 14,7 K
Физик, доктор, интересны квантовая механика и...  · 17 янв 2022
В Википедии в статье Ядеоные реакциив звёздах все написано:
Протон-протонный цикл (или pp-цикл) включает в себя три основные цепочки реакций: ppI, ppII и ppIII. Первые две реакции, в результате которых образуется ядро дейтерия, а затем гелия-3, общие для всех цепочек[44]:
p
+
p
d
+
e
+
+
ν
e
{\displaystyle {\ce {p + p -> d + e^+ + \nu_{e}}}}
d
+
p
He
2
3
+
γ
{\displaystyle {\ce {d + p -> ^3_2He + \gamma}}}
Поскольку система из двух протонов неустойчива, то для протекания первой из указанных реакций необходимо, чтобы при сближении один из протонов испытал бета-распад, при котором образуются нейтрон, позитрон и электронное нейтрино. Вероятность этого мала, так что эта реакция — самая медленная, и именно она определяет скорость протекания всего pp-цикла[44][45]. Также дейтерий может образовываться при слиянии двух протонов с электроном, однако в такой реакции синтезируется лишь 0,25 % всех ядер дейтерия[46]:
p
+
e
+
p
d
+
ν
e
{\displaystyle {\ce {p + e^- + p -> d + \nu_{e}}}}
При температурах более 5⋅106 K достаточно быстрыми становятся дальнейшие реакции, в которых образуются ядра гелия-4. В условиях, которые имеют место в центре Солнца, образовавшееся после этих реакций ядро гелия-3 с вероятностью 69 % вступает в реакцию с другим ядром гелия-3, при которой образуются ядро гелия-4 и два протона[47]:
He
2
3
+
He
2
3
He
2
4
+
2
p
{\displaystyle {\ce {^3_2He + ^3_2He -> ^4_2He + 2p}}}
Цепочка реакций, в которой ядро гелия формируется таким путём, называется ветвью ppI. Суммарно в ветви ppI на одно ядро гелия-4 возникают два нейтрино, средняя энергия каждого нейтрино составляет 0,263 МэВ, то есть в виде нейтрино излучается в среднем 2,0 % энергии[47].
В остальном 31 % случаев для Солнца ядро гелия-3 реагирует с ядром гелия-4 и образуется ядро бериллия-7[47]:
He
2
3
+
He
2
4
Be
4
7
+
γ
{\displaystyle {\ce {^3_2He + ^4_2He -> ^7_4Be + \gamma}}}
Дальше снова возможны два пути. Первый, происходящий в Солнце с вероятностью 99,7 %, — ветвь ppII[47]:
Be
4
7
+
e
Li
3
7
+
ν
e
{\displaystyle {\ce {^7_4Be + e^- -> ^7_3Li + \nu_{e}}}}
Li
3
7
+
p
He
2
4
+
He
2
4
{\displaystyle {\ce {^7_3Li + p -> ^4_2He + ^4_2He}}}
Второй из этих путей идёт в Солнце с вероятностью лишь 0,3 % — ветвь ppIII[47]:
Be
4
7
+
p
B
5
8
+
γ
{\displaystyle {\ce {^7_4Be + p -> ^8_5B + \gamma}}}
B
5
8
2
He
2
4
+
e
+
+
ν
e
{\displaystyle {\ce {^8_5B -> 2 ^4_2He + e^+ + \nu_{e}}}}
Нейтрино, которые образуются в реакциях ветвей ppII и ppIII, имеют средние энергии соответственно 0,80 МэВ и 7,2 МэВ, так что в реакциях ветви ppII нейтрино уносят 4,0 % энергии, а в ppIII — 27,9 %[47].
При увеличении температуры увеличивается вероятность реакции
He
2
3
+
He
2
4
Be
4
7
+
γ
{\displaystyle {\ce {^3_2He + ^4_2He -> ^7_4Be + \gamma}}}, ведущей к цепочкам ppII и ppIII. Кроме того, вероятность реализации ветви ppIII по сравнению с ppII также увеличивается с ростом температуры. В целом чувствительность pp-цикла к температуре
ν
\nu (см. выше[⇨]) невелика: она меняется от приблизительно 6 при температуре в 5⋅106 K до примерно 3,5 при температуре 2⋅107 K, в качестве среднего значения обычно берётся 4[45].
1 эксперт согласен
Всё в вашем ответе послетало
Наверное на смартфоне правили? Обычно после этого так и получается.
Физика, математика, психология  · 26 янв 2022  · askanswer.ru
Протон - протонный или рр - цикл – это совокупность термоядерных реакций для звезд главной последовательности, в ходе которых водород (ядро атома водорода, протон "р") превращается в гелий (ядро атома гелия ⁴Не). Протон-протон... Читать далее
Askanswer Q&A - сайт вопросов и ответов!Перейти на askanswer.ru
4 эксперта согласны
Сергей
подтверждает
16 апр 2023
Немного поправлю: "два протона, имеющие достаточно энергии для прохождения кулоновского барьера" - в ядрах звёзд... Читать дальше
учитель химии и физики, кандидат химических наук  · 2 нояб 2022
Хочу дополнить массу ответов с описанием термоядерного синтеза, на этот ВАЖНЫЙ момент почему-то не обращают внимания. ПРЕЖДЕ, ЧЕМ ПРОИЗОЙДЕТ ПЕРВЫЙ АКТ ТЕРМОЯДЕРНОГО СИНТЕЗА, ПРОТОНЫ И ЭЛЕКТРОНЫ ДОЛЖНЫ УСПЕТЬ ПОРОДИТЬ... Читать далее
учитель химии и физики, кандидат химических наук  · 5 нояб 2022
Еще раз хочу дополнить свой ответ прямой цитатой из монографии Смирнов Михаил Владимирович ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ НЕЙТРИНО НИЗКИХ ЭНЕРГИЙ, ИСПУСКАЕМЫХ ИСКУССТВЕННЫМИ ИСТОЧНИКАМИ, в которой очень подробно разбирается вопрос о прото... Читать далее
Т.е масса Солнца увеличивается со временем, а энергия излучения уменьшает, и каков баланс растет масса, или... Читать дальше