Образование химических элементов в космических телах 1 | страница 58



. В условиях земли происходит захват электрона с К-оболочки с периодом полураспада, равным 52 дням. В звездных системах, где атомы ионизированы, захватываются, по-видимому, электроны плазмы. По вычислениям Г. Бете, период полураспада Be>7 в условиях Солнца должен увеличиться до 14 месяцев. Цикл завершается реакцией взаимодействия ядра Li>7 с протоном. Образующееся составное ядро распадается на два ядра гелия Не>4. Именно на этой стадии и выделяется основная часть энергии всего цикла ядерных реакций.

В варианте В образующееся ядро Be>7 соединяется с ядром водорода и превращается в неустойчивое ядро В>8, которое путем позитронного распада переходит в Be>8, последнее ядро очень неустойчиво и мгновенно распадается на два ядра гелия. В протон-протонном цикле образуется изотоп лития Li>7, содержание которого составляет примерно 93 % общего содержания лития в земной коре. Однако литий до сих пор не удалось обнаружить в атмосфере Солнца и других звезд. Это может указывать на то, что он полностью выгорает в протекающих термоядерных процессах.

В результате протекания реакции протон-протонного цикла в звездах выделяется огромная энергия, равная 6,2 Мэе, или 153 млн. больших калорий на 1 г водорода. Она в три миллиона раз больше, чем энергия, которая выделяется при его сжигании по реакции Н>2 + О>2 = 2Н>2О и в 15 млн. раз больше, чем при сжигании такого же количества высокосортного каменного угля, следовательно, термоядерная реакция синтеза ядер гелия из ядер водорода является самым эффективным источником энергии из всех источников, известных человеку. Поэтому в последнее время весьмa интенсивно ведутся работы по исследованию термоядерных реакций. Были изучены наиболее выгодные «энергетическом отношении реакции синтеза ядер гелия, которые могут протекать за короткое время. Найдено, что наиболее эффективной является реакция H>3 + Н>2 = Не>4 + n>1 +17 Мэв. Она протекает за 1,2 X X10>-6сек. Дейтерий в природе встречается в больших количествах; на каждые 6000 атомов водорода приходится 1 атом дейтерия, и его производство не представляет особых затруднений. Второй исходный продукт этой реакции — тритий, радиоактивный изотоп с периодом полураспада 12,1 года, — можно получить при бомбардировке природного лития нейтронами в ядерном реакторе. Существуют и другие высокоэнергетические реакции с изотопами водорода, приводящие к синтезу гелия. Но вышеуказанная реакция между тритием и дейтерием отличается тем, что может протекать самопроизвольно за счет тепла, выделяющегося при синтезе ядер гелия. Однако для начала реакции требуется высокая температура, которую можно создать благодаря теплу, выделяемому при делении ядер урана медленными нейтронами. На этом принципе и основано действие водородных бомб.