r-процесс

Поделись знанием:


Ты - не раб!
Закрытый образовательный курс для детей элиты: "Истинное обустройство мира".
http://noslave.org

Перейти к: навигация, поиск

Ядерные процессы
Радиоактивный распад

Нуклеосинтез

r-Проце́сс или быстрый процесс захвата нейтронов — это процесс образования более тяжёлых ядер из более лёгких путём последовательного захвата нейтронов в ходе Невозможно разобрать выражение (Выполняемый файл <code>texvc</code> не найден; См. math/README — справку по настройке.): \left(\mathrm{n},\mathrm{\gamma}\right) реакций.

Захват нейтронов продолжается до тех пор, пока темп захвата нейтронов Невозможно разобрать выражение (Выполняемый файл <code>texvc</code> не найден; См. math/README — справку по настройке.): \left(\mathrm{n},\mathrm{\gamma}\right) выше, чем темп распада изотопа. Затем атом претерпевает β-распад и захват нейтронов продолжается.







История открытия

В 1956 году Ганс Зюсс и Гарольд Юри опубликовали таблицу распространённости химических элементов. Эта таблица указывала на существование некоторой быстрой реакции захвата нейтронов, поскольку тяжёлые элементы в ней обладали достаточно высокой относительной распространённостью. Высокие концентрации германия, ксенона и платины могли существовать только если скорость захвата нейтронов радиоактивными изотопами тяжёлых элементов превосходила скорость β-распада этих самых элементов. В соответствии с теорией оболочечного строения ядра, радиоактивные ядра должны распадаться на изотопы перечисленных выше элементов, к которым нельзя добавить дополнительные нейтроны. Из относительно высокой распространённости перечисленных выше ядер следует, что другие элементы также могут участвовать в подобных реакциях захвата нейтронов. Процессы быстрого захвата нейтронов изотопами, также богатыми нейтронами, получили название r-процессов (от англ. rapid — быстрый). Таблица распространённости тяжёлых изотопов, феноменологически разделяющая s-процессы и r-процессы, была впервые опубликована в обзоре B2FH в 1957 году, в котором было дано название и описана физика этих процессов. В B2FH была также включена теория звёздного нуклеосинтеза и сформулированы некоторые из основных идей современной ядерной астрофизики.

R-процесс, описаный в B2FH, был впервые успешно численно смоделирован в Калифорнийском технологическом институте Филиппом Сигером, Уильямом Фаулером и Дональдом Клейтоном, рассчитавшими распространённости участвующих элементов, а также показавшими эволюцию процесса во времени. Также им удалось более точно смоделировать различия в s-процессах и r-процессах, происходящих с участием тяжёлых изотопов и, тем самым, получить более точные данные по распространённости r-процесса, чем приведённые в B2FH.

Большинство нейтронно-избыточных изотопов элементов, более тяжелых, чем никель, производятся либо исключительно, либо частично, с помощью β-распада сильно радиоактивных веществ, полученных в результате последовательного захвата нейтронов в r-процессах.

Ядерные реакции

Протекание r-процесса в звёздах

Вероятные условия протекания r-процесса в звёздах:

  • Ударная волна, образующаяся при взрыве сверхновой, проходя по гелиевому и неоновому слоям, вызывает реакцию Невозможно разобрать выражение (Выполняемый файл <code>texvc</code> не найден; См. math/README — справку по настройке.): \mathrm{^{22}Ne} + \mathrm{^{4}He}\rightarrow\mathrm{^{25}Mg} + \mathrm{^{1}n} с требуемой концентрацией нейтронов.
  • Центральная часть массивной звезды, находящейся в стадии предсверхновой, содержит большое количество нейтронов и Невозможно разобрать выражение (Выполняемый файл <code>texvc</code> не найден; См. math/README — справку по настройке.): \displaystyle\mathrm{\alpha} -частиц, образующихся при фоторасщеплении железа Невозможно разобрать выражение (Выполняемый файл <code>texvc</code> не найден; См. math/README — справку по настройке.): \mathrm{^{56}Fe} + \mathrm{\gamma}\rightarrow 13\,\mathrm{^{4}He} + 4\,\mathrm{^{1}n} на заключительной стадии эволюции. В центре такой звезды создаются условия для взрывного синтеза элементов.

Высвобождение нейтронов при захвате электронов во время коллапса ядра сверхновой вместе с увеличением плотности вещества делают r-процесс основным процессом, который может происходить даже в звёздах III типа, целиком состоящих из водорода и гелия. Это несколько отличается от роли r-процесса как второстепенного и требующего наличия железа, как то было описано в B2FH.

См. также

Напишите отзыв о статье "R-процесс"

Ссылки

  • Б.C. Ишханов, И. М. Капитонов, И. А. Тутынь. [http://nuclphys.sinp.msu.ru/nuclsynt/n11.htm Реакции под действием нейтронов r-процесс] (27.02.2009). Проверено 26 июня 2010. [http://www.webcitation.org/67L5wQD6h Архивировано из первоисточника 1 мая 2012].
  • R. Reifarth, C. Lederer, F. Käppeler Neutron Reactions in Astrophysics (англ.) // Journal of Physics G: Nuclear and Particle Physics. — 2014. — Vol. 41. — P. 053101. — arXiv:1403.5670.

Отрывок, характеризующий R-процесс

Перед нами неожиданно появилась заросшая сероватой зеленью пещера. А из неё, щурясь, вышел высокий, статный человек, который никоим образом не вписывался в этот убогий, леденящий душу пейзаж...
– Здравствуй, Печальный! – ласково приветствовала незнакомца Стелла. – Вот я подругу привела! Она не верит, что здесь можно найти хороших людей. А я хотела ей тебя показать... Ты ведь не против?
– Здравствуй милая... – грустно ответил человек, – Да не такой я хороший, чтобы меня кому-то показывать. Напрасно ты это...
Как ни странно, но этот печальный человек мне и в правду сразу чем-то понравился. От него веяло силой и теплом, и было очень приятно рядом с ним находиться. Уж, во всяком случае, он никак не был похож на тех безвольных, убитых горем, сдавшихся на милость судьбы людей, которыми был битком набит этот «этаж».
– Расскажи нам свою историю, печальный человек... – светло улыбнувшись, попросила Стелла.
– Да нечего там рассказывать, и гордиться особо нечем... – покачал головой незнакомец. – И на что вам это?
Мне почему-то стало его очень жаль... Ещё ничего о нём не зная, я уже была почти что уверенна, что этот человек никак не мог сделать что-то по-настоящему плохое. Ну, просто не мог!.. Стела, улыбаясь, следила за моими мыслями, которые ей видимо очень нравились...
– Ну, хорошо, согласна – ты права!.. – видя её довольную мордашку, наконец-то честно признала я.
– Но ты ведь ещё ничего о нём не знаешь, а ведь с ним всё не так просто, – лукаво улыбаясь, довольно произнесла Стелла. – Ну, пожалуйста, расскажи ей, Печальный...
Человек грустно нам улыбнулся, и тихо произнёс:
– Я здесь потому, что убивал... Многих убивал. Но не по желанию, а по нужде это было...
Я тут же жутко расстроилась – убивал!.. А я, глупая, поверила!.. Но почему-то у меня упорно не появлялось ни малейшего чувства отторжения или неприязни. Человек явно мне нравился, и, как бы я не старалась, я ничего с этим поделать не могла...
– А разве это одинаковая вина – убивать по желанию или по необходимости? – спросила я. – Иногда люди не имеют выбора, не так ли? Например: когда им приходится защищаться или защищать других. Я всегда восхищалась героями – воинами, рыцарями. Последних я вообще всегда обожала... Разве можно сравнивать с ними простых убийц?
Он долго и грустно на меня смотрел, а потом также тихо ответил:
– Не знаю, милая... То, что я нахожусь здесь, говорит, что вина одинаковая... Но по тому, как я эту вину чувствую в моём сердце, то – нет... Я никогда не желал убивать, я просто защищал свою землю, я был там героем... А здесь оказалось, что я просто убивал... Разве это правильно? Думаю – нет...
– Значит, вы были воином? – с надеждой спросила я. – Но тогда, это ведь большая разница – вы защищали свой дом, свою семью, своих детей! Да и не похожи вы на убийцу!..
– Ну, мы все не похожи на тех, какими нас видят другие... Потому, что они видят лишь то, что хотят видеть... или лишь то, что мы хотим им показать... А насчёт войны – я тоже сперва так же, как ты думал, гордился даже... А здесь оказалось, что гордиться-то нечем было. Убийство – оно убийство и есть, и совсем не важно, как оно совершилось.
– Но это не правильно!.. – возмутилась я. – Что же тогда получается – маньяк-убийца получается таким же, как герой?!.. Этого просто не может быть, такого быть не должно!
Во мне всё бушевало от возмущения! А человек грустно смотрел на меня своими печальными, серыми глазами, в которых читалось понимание...
– Герой и убийца точно так же отнимают жизнь. Только, наверное, существуют «смягчающие вину обстоятельства», так как защищающий кого-то человек, даже если и отнимает жизнь, то по светлой и праведной причине. Но, так или иначе, им обоим приходится за это платить... И платить очень горько, ты уж поверь мне...
– А можно вас спросить – как давно вы жили? – немного смутившись, спросила я.
– О, достаточно давно... Это уже второй раз я здесь... Почему-то две мои жизни были похожими – в обоих я за кого-то воевал... Ну, а потом платил... И всегда так же горько... – незнакомец надолго умолк, как будто не желая больше об этом говорить, но потом всё же тихо продолжил. – Есть люди, которые любят воевать. Я же всегда это ненавидел. Но почему-то жизнь второй уже раз возвращает меня на тот же самый круг, как будто меня замкнули на этом, не позволяя освободиться... Когда я жил, все народы у нас воевали между собой... Одни захватывали чужие земли – другие те же земли защищали. Сыновья свергали отцов, братья убивали братьев... Всякое было. Кто-то свершал немыслимые подвиги, кто-то кого-то предавал, а кто-то оказывался просто трусом. Но никто из них даже не подозревал, какой горькой окажется плата за всё содеянное ими в той жизни...