Русская Википедия:Тройная гелиевая реакция

Материал из Онлайн справочника
Перейти к навигацииПерейти к поиску

Файл:Triple-Alpha Process.svg
Схема тройного альфа-процесса
Файл:Nuclear energy generation.svg
Зависимость энерговыделения от температуры при разных ядерных процессах в звёздах

Шаблон:Ядерные процессы Тройна́я ге́лиевая реа́кция (тройно́й а́льфа-проце́сс) — цепочка термоядерных реакций в недрах звёзд, в ходе которой три ядра гелия-4 образуют ядро углерода-12[1][2]. Фаза устойчивого горения гелия длится примерно 10 % от времени, которое звезда проводит на главной последовательности.

Описание

Реакция происходит при температуре свыше ~1,5Шаблон:E К и плотности порядка 6Шаблон:E кг/м3 и идёт в два этапа:

<math>\mathrm{_2^4He} + \mathrm{_2^4He} \rightarrow \mathrm{_4^8Be} - 0{,}092</math> МэВ

Ядра 8Be с периодом полураспада 6,7·10−17 с распадаются в ходе реакции:

<math>\mathrm{_4^8Be} \rightarrow \mathrm{_2^4He} + \mathrm{_2^4He} + 0{,}092</math> МэВ;
<math>\mathrm{_4^8Be} + \mathrm{_2^4He} \rightarrow \mathrm{_6^{12}C} + 7{,}367</math> МэВ.

Так как ядро бериллия-8 имеет очень малое время жизни, эта реакция протекает с заметной скоростью только при высокой концентрации ядер 4He: при высокой плотности газа в термоядерных источниках в недрах звёзд фактически три ядра гелия должны столкнуться одновременно. При такой плотности вероятность того, что во время жизни ядра 8Be оно столкнётся с ядром 4He, повышается.

Другим фактором, способствующим протеканию этой реакции, является близость энергии второго возбуждённого состояния ядра углерода-12 (7,65 МэВ) к энергетическому выходу реакции (7,37 МэВ), таким образом, реакция имеет резонансный характер, предсказанный теоретически Фредом Хойлом.

Возбуждённое состояние углерода-12 также нестабильно и ядро 12C в большинстве случаев распадается обратно на три альфа-частицы, но с вероятностью 0,0413(11) % излучает гамма-квант и переходит в основное стабильное состояние 12C[3].

Примечания

Шаблон:Примечания

Ссылки

См. также

Шаблон:Звёзды