<< 5.4 Slaboe vzaimodeistvie | Oglavlenie | 5.6 Poiski solnechnyh neitrino >>
5.5 Yadernye reakcii v zvezdah
Einshteinovskoe sootnoshenie mezhdu massoi i energiei veshestva
(otmetim, chto v Solnce vsego S razvitiem kvantovoi mehaniki stalo yasno, chto Eddington prav! Veroyatnost' yadernyh reakcii uvelichivaetsya blagodarya podbar'ernomu perehodu (tunnel'nyi effekt).
Ocenim skorost' yadernyh reakcii s uchetom zakonov kvantovoi mehaniki. Napomnim izvestnoe
sootnoshenie De Broilya, svyazyvayushee dlinu volny
(volnovoe chislo
) i impul's chasticy
:
.
Dvizheniyu s impul'som
sootvetstvuet volnovaya funkciya
ili
, esli
yavlyaetsya funkciei koordinat. Dlya
chastic s massoi pokoya
impul's
naidem iz zakona sohraneniya energii
prohozhdeniya chasticy v oblast' Rassmotrim integral
Pri tochnom vychislenii veroyatnosti pered eksponentoi est' eshe stepennye mnozhiteli, kotorye my ne uchityvaem. Dlya nas seichas vazhna tol'ko eksponenta.
Itak,
, gde
Vyshe predpolagalos', chto odno iz yader pokoitsya (
). Na samom dele pri raschete
v sisteme centra mass vmesto
sleduet, kak obychno, podstavit' privedennuyu massu
. Togda
My poluchili veroyatnost' podbar'ernogo sblizheniya chastic s dannoi energiei
:
, gde
(
,
-- atomnye massy yader). V teplovom
ravnovesii (pri temperature
) kolichestvo chastic s energiei
proporcional'no
i polnaya veroyatnost'
gde
(provedite eto integrirovanie!). Tak my nashli tol'ko veroyatnost' sblizheniya yader. Polnaya
veroyatnost' reakcii poluchitsya posle umnozheniya na veroyatnost' sootvetstvuyushego vzaimodeistviya.
Pereidem k konkretnym reakciyam.
Chislo yader deiteriya D, rozhdayushihsya v 1 sm
na 1 s, ravno
Skorost' reakcii:
Itak, my vidim, chto blagodarya cepochke reakcii 1), 2), 3) vozmozhno prevrashenie
chetyreh yader vodoroda v yadro geliya s vydeleniem energii
. Eta
cepochka reakcii mozhet idti pri dostatochno vysokoi temperature v absolyutno chistom
vodorode i nazyvaetsya proton-protonnym (ili
-) ciklom. Vozmozhny i drugie cepochki
proton-protonnogo cikla.
Raschet pokazyvaet, chto pri nizkih temperatura
K reakcii
idut v osnovnom po dvum sleduyushim shemam:
Yasno, chto bez uchastiya slabogo vzaimodeistviya vodorod v He ne prevratit', tak kak
iz protonov nado poluchit' neitrony. svobodnyi proton v neitron ne prevrashaetsya --
eto vozmozhno tol'ko v pole drugogo protona, kotoryi ego podhvatyvaet. Na odno yadro
dolzhno proiti dve reakcii
.
Na kazhduyu reakciyu
vo vsem
-cikle vydelyaetsya 13,086 MeV energii.
Vtoraya cepochka interesna potomu, chto daet pobochnye produkty:
Ochevidno, chto skorost' vydeleniya energii v
-cikle ravna skorosti, s kotoroi idet
pervaya reakciya:
|
|
||
| 1 |
|
10,6 |
| 5 |
|
5,95 |
| 10 |
|
4,60 |
| 15 | 0,377 | 3,95 |
| 20 | 1,09 | 3,64 |
| 30 | 4,01 | 3,03 |
Pri temperaturah bolee vysokih, chem solnechnye (v bolee massivnyh zvezdah), idet CNO-cikl (on vozmozhen tol'ko v prisutstvii katalizatora ugleroda)
|
|
||
| 6 |
|
27,3 |
| 10 |
|
22,9 |
| 15 | 1,94 | 19,9 |
| 20 |
|
18,0 |
| 30 |
|
15,6 |
| 50 |
|
13,6 |
| 100 |
|
10,2 |
Z a d a ch i.
1. Podschitat', pri kakoi temperature D vygoraet za
let. To zhe dlya
.
2. Naiti usloviya, pri kotoryh energovydelenie
3. Vychislit' skorost' reakcii:
a).
(v etoi reakcii vydelyayutsya vysokoenergichnye neitrino),
b).
(ukazanie: ispol'zovat' eksperimental'nye dannye po raspadu
:
energiya (ne vklyuchaya
) 0,0186 MeV, vremya zhizni 12,26 let. Rassmotret'
ravnovesie s nevyrozhdennymi elektronami pri vysokoi temperature),
v).
<< 5.4 Slaboe vzaimodeistvie | Oglavlenie | 5.6 Poiski solnechnyh neitrino >>
|
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:
Vse publikacii na tu zhe temu >> | |