Astronet > 5.2 Prosteishie primery

po tekstam po klyuchevym slovam v glossarii po saitam perevod po katalogu

Fizicheskie osnovy stroeniya i evolyucii zvezd

<< 5.1 Svoistva yadernyh sil | Oglavlenie | 5.3 Uchet elektromagnitnogo ... >>

5.2 Prosteishie primery

1. Yadro, sostoyashee iz protona i neitrona -- deiterii:

$\displaystyle pn= {}^{2}{\mathrm{D}}~E_{\mbox{svyazi}}=2,2\;\mbox{MeV}.$

Orbital'nogo dvizheniya net (

), no spiny

parallel'ny, spin yadra

i polnyi moment

. Energiya svyazi 2,2 MeV otnositel'no nevelika, t.e. sostoyanie ochen' melkoe, ${}^{2}{\mathrm{D}}$ -- ryhlaya sistema.

Mogut li byt' v takom sostoyanii dva protona ${}^{2}{\mathrm{He}}$ ili dva neitrona (dineitron)? V opytah takih yader ne nashli. I eto neudivitel'no. V deitrone i spiny parallel'ny, t.e. dve raznye chasticy ( i ) nahodyatsya v odnom i tom zhe sostoyanii, no dve tozhdestvennye chasticy (dva fermiona -- dva protona ili dva neitrona) v takoe sostoyanie ulozhit' nel'zya. Mozhno bylo by obrazovat' yadro iz dvuh tozhdestvennyh chastic s $l\ne 0$ . No eto oznachalo by prolet odnoi chasticy okolo drugoi na nekotorom pricel'nom rasstoyanii. Pri etom srednee rasstoyanie mezhdu nuklonami uvelichivaetsya i yadernye sily oslabevayut. Est' eshe odna vozmozhnost': vzyat' yadro iz dvuh nuklonov s i , t.e. s antiparallel'nymi spinami. Odnako zavisimost' yadernyh sil ot spinov takova, chto oni sil'nee, kogda spiny parallel'ny i slabee v obratnom sluchae. V sluchae dvuh nuklonov (kogda energiya svyazi osnovnogo urovnya pri nevelika -- 2,2 MeV) eto privodit k tomu, chto svyazannyh sostoyanii s antiparallel'nymi spinami voobshe net. Ne nado dumat', chto eto est' rezul'tat kakogo-nibud' ottalkivaniya. Na samom dele eto eshe odno proyavlenie principa neopredelennosti: dlya sushestvovaniya svyazannyh sostoyanii neobhodimo dostatochno sil'noe vzaimodeistvie. Issledovanie rasseyaniya neitronov na protonah i protonov na protonah pokazyvayut, chto v sostoyanii oni prityagivayutsya, no ne dostatochno sil'no.

2. Tritii ( ${}^{3}{\mathrm{T}}$ ); , , , prichem spiny neitronov antiparallel'ny. Energiya svyazi $E_{\mbox{sv}}=8,48$ MeV, t.e. takuyu energiyu nuzhno zatratit', chtoby razbit' yadro tritiya na tri chasticy.

3. Gelii-3 ( ${}^{3}{\mathrm{He}}$ ); $ppn,\;l=0,\;s=1/2$ . Zdes' antiparallel'ny spiny protonov, $E_{\mbox{sv}}=7,72$ MeV. V priblizhenii izotopicheskoi invariantnosti energii svyazi ${}^{3}{\mathrm{T}}$ i ${}^{3}{\mathrm{He}}$ byli by ravny, no v sleduyushem priblizhenii vliyaet kulonovskaya energiya ottalkivaniya mezhdu dvumya protonami v ${}^{3}{\mathrm{He}}$ , poetomu ${}^{3}{\mathrm{He}}$ ne tak sil'no svyazan.

4. Gelii-4 ( ${}^{4}{\mathrm{He}}$ ); $ppnn,\;l=0,\;s=0,\;E_{\mbox{sv}}=28,3$ MeV.

Esli est' dva sorta chastic, to maksimal'no mozhno ispol'zovat' 4 chasticy, chtoby skonstruirovat' yadro s i . Chtoby otorvat' odin nuklon, nuzhno zatratit' energiyu poryadka 20MeV=MeV. Takim obrazom, eta sistema chrezvychaino sil'no svyazana. Poskol'ku obolochka zapolnena, yadro ${}^{4}{\mathrm{He}}$ analogichno himicheski blagorodnym gazam, inertnost' kotoryh ob'yasnyaetsya zapolnennost'yu elektronnyh obolochek.

5. Obrazovanie yader ${}^{5}{\mathrm{He}}$ , ${}^{5}{\mathrm{Li}}$ v svyazannom sostoyanii nevozmozhno. Odnako est' ${}^{6}{\mathrm{He}}$ s $E_{\mbox{sv}}=0,6\,$ MeV i ${}^{8}{\mathrm{He}}$ s $E_{\mbox{sv}}=3,0\,$ MeV.^5.1 Eti yadra ustoichivy otnositel'no sil'nogo vzaimodeistviya (otnositel'no raspada na sostavnye chasti).

Esli net special'nyh prichin i esli hvataet energii, to yadernye reakcii, sostoyashie v perestanovke i , idut s secheniem $\sigma\sim\pi r^2\sim 10^{-26}$ -- $10^{-24}\;$ sm.

Naprimer, reakcii

$\displaystyle {}^{2}{\mathrm{D}} + {}^{2}{\mathrm{D}} \to {}^{3}{\mathrm{He}}+n\;,$

$\displaystyle {}^{2}{\mathrm{D}} + {}^{2}{\mathrm{D}} \to {}^{3}{\mathrm{T}} + p$

svodyatsya k energeticheski bolee vygodnoi peregruppirovke nuklonov. Pri etom nikakie drugie vzaimodeistviya ne uchastvuyut i zadacha fakticheski yavlyaetsya klassicheskoi zadachei o stolknovenii sharikov. Sechenie takogo processa poryadka kvadrata radiusa ``sharikov'' (v dannom sluchae $r\approx 10^{-13}$ sm). V yadernoi fizike prinyata edinica secheniya 1barn= $10^{-24}\;$ sm

Kogda govoryat, chto yadro nekotorogo elementa, naprimer ${}^{5}{\mathrm{He}}$ , ne sushestvuet, to eto oznachaet, chto vremya sushestvovaniya takogo elementa ne bol'she vremeni proleta chasticy cherez yadro $=10^{-13}\;$ sm $/10^9\;$ sm/s $=10^{-22}$ s. Skorost' sm/s sootvetstvuet energii v neskol'ko MeV, a poluchayusheesya vremya $10^{-22}$ s est' harakternoe vremya yadernogo vzaimodeistviya.

<< 5.1 Svoistva yadernyh sil | Oglavlenie | 5.3 Uchet elektromagnitnogo ... >>

Publikacii s klyuchevymi slovami: Evolyuciya zvezd - vnutrennee stroenie zvezd - termoyadernye reakcii - fizicheskie processy Publikacii so slovami: Evolyuciya zvezd - vnutrennee stroenie zvezd - termoyadernye reakcii - fizicheskie processy
Sm. takzhe: Pererabotka veshestva v Kassiopee A NGC 7789: Roza Karoliny Planetarnaya tumannost' NGC 2818 ot Habbla Nauchnaya konferenciya "Nablyudaemye proyavleniya evolyucii zvezd" v SAO RAN Planetarnye tumannosti Proshlye i budushie zvezdy Andromedy Tumannost' Ozherel'e Vse publikacii na tu zhe temu >>

Obsudit' etu publikaciyu

Versiya dlya pechati

Astrometriya - Astronomicheskie instrumenty - Astronomicheskoe obrazovanie - Astrofizika - Istoriya astronomii - Kosmonavtika, issledovanie kosmosa - Lyubitel'skaya astronomiya - Planety i Solnechnaya sistema - Solnce