Mi-am oprit atenția cu privire la reacțiile cu protonii, nu numai pentru că sunt cel mai abundent constituent al materiei subterane. În cazul în care se confruntă cu mai grele nuclee care au cheltuieli considerabil mai elementare ale taxa de protoni Coulomb forța de respingere sunt crescute în mod substanțial, și nuclee la T 10 K au deja practic nici o ocazie de a pătrunde una în alta. Numai la temperaturi mult mai ridicate, care în unele cazuri sunt realizate în interiorul stelelor, sunt posibile reacții nucleare pe elemente grele.
După cum sa arătat deja, esența reacțiilor nucleare în interiorul soare și stele este că printr-un număr de etape intermediare patru nuclee de hidrogen (protoni) sunt combinate într-un nucleu unic de heliu (-particles), cu masa în exces este eliberată sub formă de energie, mediul de încălzire, în care există reacții.
Să analizăm aceste reacții în detaliu.
REACȚIA PROTON - PROTONAL
Această reacție începe cu astfel de coliziuni între protoni, în urma căreia se obține nucleul de hidrogen greu, deuteriu. Chiar și în condițiile subsolului stelar, acest lucru se întâmplă foarte rar. Ca o regulă, coliziunile dintre protoni sunt elastice: după o coliziune, particulele se împrăștie pur și simplu în direcții diferite. Pentru ca cele două protoni să se unească într-un nucleu de deuteriu ca urmare a coliziunii, este necesar ca într-o astfel de coliziune să fie îndeplinite două condiții independente. În primul rând, este necesar ca într-unul din protonii care se ciocnesc, energia cinetică este de douăzeci de ori mai mare decât energia mișcărilor termice la temperatura subsolului de stele. Așa cum am menționat mai sus, doar o sută de milioane de protoni au o energie relativ mare necesară pentru a depăși bariera "Coulomb". În al doilea rând, este necesar ca, în timpul ciocnirii, unul dintre cele două protoni să fie transformat într-un neutron, emite un pozitron și un neutrino. Pentru că un proton cu un neutron poate forma un nucleu de deuteriu. Rețineți că durata coliziunii este de numai aproximativ 10 secunde (este de ordinul razei clasice a protonului împărțit la viteza sa). Dacă toate acestea sunt luate în considerare, atunci se pare că fiecare proton are șanse reale să se transforme în acest fel în deuteriu doar o singură dată pentru câțiva miliarde de ani. Dar, deoarece există o mulțime de protoni în intestinul stelelor, vor avea loc astfel de reacții și, în plus, în cantitatea potrivită.
Soarta nucleilor deuteriului nou format este diferită. Ei "cu lăcomie", în câteva secunde, "înghit" un proton apropiat, transformându-se în izotopul El. După aceasta, izotopul de heliu va interacționa cu un nucleu similar cu el însuși, rezultând în formarea nucleului heliului "obișnuit" și al celor doi protoni. Deoarece concentrația izotopului He este extrem de mică, se va întâmpla în câțiva milioane de ani. Secvența acestor reacții și energia eliberată la ele sunt prezentate mai jos.
H + H D + + 1,44 MeV (zeci de miliarde de ani);
D + H He + + 5,49 MeV (câteva secunde);
2 El He + 2 H + 12,85 MeV (câțiva milioane de ani).
Aici, litera n denotă un neutrin și g reprezintă un quantum gamma.
Nu toată energia eliberată ca urmare a acestui lanț de reacții este transmisă stelei, deoarece o parte din această energie este dusă de neutrină. Având în vedere această circumstanță, energia eliberată în timpul formării unui nucleu de heliu este de 26,2 MeV.
Al doilea proton ramură - reacția proton începe cu un compus nucleu El cu nucleul „obișnuit“ El heliu, după care miezul este format din beriliu Be. beriliu nucleu poate la rândul său, captura de proton, apoi miezul este format din bor B sau captura un electron și a devenit un nucleu de litiu. În primul caz, izotopul radioactiv B rezultat este supus dezintegrării beta: în Be + n +. Observăm că neutrinii formați în timpul acestei reacții au fost detectați de o instalație unică și costisitoare. Beriliul radioactiv Be este foarte instabil și se descompune rapid în două a particule. În sfârșit, ultimul, al treilea aspect al proton - reacția proton include următoarele unități: Ve după transformarea într-o captură de electroni Li, care este, capturarea unui proton este convertit la un izotop instabil, Be, dezintegreaza ca al doilea circuit, două alfa - particulă.
Oh, și ai nevoie, de asemenea, de remarcat faptul că marea majoritate a reacțiilor este pe primul circuit, dar rolul de lanț „negativ“ nu este mic, ar trebui să fie cel puțin din celebrul experiment neutrino, care a fost administrat pentru prima dată posibilitatea de a observa practic procesele care au loc în interiorul stele.
Să ne întoarcem acum la ciclul azotului de carbon. Acest ciclu constă în șase reacții.
1. C + H N + 1,95 MeV (zeci de milioane de ani);
2. N C ++ + 2,22 MeV (7 minute);
3. C + H N + + 7,54 MeV (câteva milioane de ani);
4. N + H O + + 7,35 MeV (sute de milioane de ani);
5. O N + + + 2,71 MeV (82 sec);
6. N + H C + He + 4,96 MeV (sute de mii de ani);