Главная > Курс общей астрофизики
НАПИШУ ВСЁ ЧТО ЗАДАЛИ
СЕКРЕТНЫЙ БОТ В ТЕЛЕГЕ
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Пред.
След.
Макеты страниц

Распознанный текст, спецсимволы и формулы могут содержать ошибки, поэтому с корректным вариантом рекомендуем ознакомиться на отсканированных изображениях учебника выше

Также, советуем воспользоваться поиском по сайту, мы уверены, что вы сможете найти больше информации по нужной Вам тематике

ДЛЯ СТУДЕНТОВ И ШКОЛЬНИКОВ ЕСТЬ
ZADANIA.TO

ПРОТОН-ПРОТОННАЯ РЕАКЦИЯ

Таким образом, мы должны искать ядерные реакции, которые в условиях недр звезды давали бы производительность 20—30 и более (для горячих звезд) эргов в секунду на грамм взаимодействующего вещества. Такие реакции известны, они хорошо изучены теоретически и отчасти экспериментально, это — протон-протонная реакция и углеродно-азотный цикл (CN). В обоих случаях происходит образование ядра атома гелия (а-частицы) из четырех протонов, что дает убыль массы или на 1 г водорода, что эквивалентно .

Темпы этих реакций также удовлетворительны.

В деталях ход р-р-реакции состоит из следующих этапов ( — электрон, — позитрон, v — нейтрино, -квант — излучение фотона):

В конце каждой строки указана продолжительность реакции в условиях звездных недр , т. е. время, в течение которого реагирующие частицы существуют раздельно, до свершения реакции. Первая реакция имеет, как видно, очень малую вероятность свершения, но зато протонов в звезде колоссально много. При выбросе позитрона он несет с собой не всю энергию, вытекающую из реакции: часть ее — в среднем 0,26 МэВ, но не более 0,42 МэВ — уносит нейтрино, и эта часть уже больше не участвует в энергетических процессах внутри звезды из-за того, что нейтрино способно пронизать всю звезду, не столкнувшись ни с одной частицей. Наоборот, позитрон немедленно находит себе электрон столкновение с которым приводит к прекращению их существования (аннигиляции) и выделению энергии в количестве 1,02 МэВ, учтенном выше (в строке ). Дейтерон практически тотчас же после образования находит себе встречный протон, в результате чего образуется ядро изотопа гелия с выделением мощного -кванта. Из всех дальнейших возможных трансформаций этого ядра в условиях нормальной звезды наиболее успешно протекает реакция столкновения двух ядер , как показано в последней строчке последовательности реакций, написанной выше . При этом образуется одна -частица Не и два протона с огромным выходом энергии. Из сказанного ясно, что на один процесс нужно две реакции: ; таким образом, удваивая выход энергии (за вычетом 0,26 МэВ) в первых двух этапах и добавляя ее в третьем, получаем общий выход энергии при образовании -частицы 26,2 МэВ или .

Полный выход энергии при протон-протонной реакции в звездах зависит и от температуры, и от водородной концентрации.

Приближенное выражение для скорости выделения энергии на 1 грамм вещества дает формула

что дает при температуре и (чистый водород) . Показатель степени при Т довольно высок. При более низких температурах он оказывается выше, что означает, что по мере удаления от центра с падением температуры продуктивность протон-протонного цикла быстро падает. Наоборот, с повышением температуры продуктивность растет, но все менее и менее быстро, так как показатель степени при Т нужно брать все меньшим и меньшим.

1
Оглавление
email@scask.ru