Alfa-reaktion

I astrofysik er α-reaktioner sammen med tredobbelte α-reaktioner en af ​​to typer nuklear fusionsreaktioner , hvormed stjerner omdanner helium til tungere kemiske grundstoffer . I modsætning til de tredobbelte α-reaktioner, som omdanner helium til carbon , omdanner α-reaktionerne carbon til magnesium ved successive fusioner af tre α-partikler  :

12
6
C
( α , γ )16
8
O
( α , γ )20
10
Ne
( α , γ )24
12
Mg
.

Alle disse reaktioner har meget langsom kinetik og bidrager derfor kun lidt til produktionen af ​​energi i stjerner. Med tungere grundstoffer end neon , hvis atomnummer er lig med 10, gøres disse reaktioner endnu vanskeligere af Coulomb-barrieren , som bliver mindre og mindre acceptabel.

12
6
C
+4
2
Han
16
8
O
+ 7,16  MeV 16
8
O
+4
2
Han
20
10
Ne
+ 4,73  MeV 20
10
Gør
+4
2
Han
24
12
Mg
+ 9,32  MeV 24
12
Mg
+4
2
Han
28
14
Si
+ 9,98  MeV 28
14
Hvis
+4
2
Han
32
16
S
+ 6,95  MeV 32
16
S
+4
2
Han
36
18
Ar
+ 6,64  MeV 36
18
Ar
+4
2
Han
40
20
Ca
+ 7,04  MeV 40
20
Dette
+4
2
Han
44
22
Ti
+ 5,13  MeV 44
22
Ti
+4
2
Han
48
24
Cr
+ 7,70  MeV 48
24
Cr
+4
2
Han
52
26
Fe
+ 7,94  MeV 52
26
Fe
+4
2
Han
56
28
Ni
+ 8,00  MeV

I hjertet af gamle store stjerner produceres de α-partikler, der er nødvendige for disse α-reaktioner, af de omvendte reaktioner, for eksempel fotodisintegration af de kerner, der findes i hjertet. Det56
28
Ni
er α-elementet med denhøjeste nukleare bindingsenergi pr. Nukleon : produktionen af ​​α-partikler med kernerne i stjernens kerne kræver mere energi end syntesen af ​​tungere α-elementer, som56
28
Ingen af ​​dem
.

Når hjertet af en stjerne omdannes fuldt ud til 56
28
Det
kan heller ikke længere producere energi ved α-reaktioner. Dette hjerte kollapser, de øverste lag af stjernen kollapser også på hjertet, som komprimerer og varmer op. Materialerne i disse lag kan derefter give anledning til andre nukleare reaktioner. Hjertet gennemgår neutronisering (absorption af elektroner af protoner) og udstråler det meste af tyngdekraften, der overføres til kernen under kollaps, i form af antineutrinoer, der sprænger de ydre lag; stjernen eksploderer derefter i en supernova .

De elementer af a reaktioner eller a elementer , er såkaldte fordi deres mest rigelige isotop består af en kerne , der svarer til et helt antal a-partikler  : de er oxygen (O), neon (Ne), den magnesium (Mg), silicium (Si), svovl (S), argonen (Ar), calcium (Ca) og titan (Ti); som dannes af α-optagelser under fusionen af ​​silicium af stjerner med mere end otte solmasser forud for eksplosionen i type II supernova .

Generelt producerer type II supernovaer a-elementerne; mens Type Ia supernovaer syntetiserer højeste jernelementer  : vanadium , krom , mangan , jern , cobalt og nikkel .

Noter og referencer

  1. (en) Chiaki Kobayashi et al. , “  Galaktisk kemisk udvikling: kulstof gennem zink  ” , The Astrophysical Journal , bind.  653, nr .  2december 2006, s.  1145-1171 ( DOI  10.1086 / 508914 , Bibcode  2006ApJ ... 653.1145K , arXiv  astro-ph / 0608688 , resumé , læs online [PDF] , adgang 29. maj 2016 ).

Se også