Образование химических элементов в космических телах 1 | страница 64

10 высота барьера равна около 1 Мэв, для ядер с Z = 20 она составляет уже 4 Мэв. В красных гигантах ядра гелия имеют энергию всего лишь около 100 кэв. Поэтому даже при наличии максвелловского распределения вероятность их захвата ядрами с Z>10 резко уменьшается, и вероятность образования более тяжелых ядер сильно снижается, (α, γ) — Реакцию при малых энергиях альфа-частиц в лабораторных условиях осуществить пока не удалось. Теоретическими расчетами установлено, что вероятность образования ядер в рассматриваемом процессе на 1 г материала звезды в десять раз меньше вероятности образования ядер гелия из ядер водорода. Предполагается, что имеющегося в красных гигантах гелия хватает на 10^>7— 10^>8 лет.

По мере израсходования гелия в центре ядра звезды последнее сжимается, при этом вновь возрастает температура, которая может достигать миллиардов градусов. При таких условиях возможен процесс слияния двух ядер С^>12 с образованием изотопов Mg^>24, Ne^>20 или Na^>23 по реакциям:

2С^>12 = Mg^>24,

2С^>12 = Ne^>20 + Не^>4, '

2С^>12 = Na^>23 + р.

Реакции такого типа могут быть осуществлены в лаборатории только при значительно больших энергиях ядер углерода — около 100 Мэе. В условиях красных гигантов при указанной выше температуре энергия этих ядер равна примерно 1 Мэв. Однако благодаря чрезвычайно высокой плотности вещества описанные реакции могут протекать и в таких условиях.

На этой стадии в звезде появляются условия для протекания различных реакций. Например, в результате (α,γ) — реакций образуются гамма-кванты с энергией, равной нескольким мегаэлектронвольтам. Они могут выбить альфа-частицы из уже образовавшихся ядер, имеющих наименьшие энергии связи этих частиц. Наиболее подходящим является ядро Ne^>20, для которого энергия связи альфа-частиц равна только 4.75 Мэв, в то время как для других ядер, например С^>12 и О^>16, она почти в два раза больше. Альфа-частицы, полученные по реакции

имеют уже энергию порядка 10 Мэв и поэтому могут быть захвачены более тяжелыми, чем Mg^>24, ядрами. Процесс такого типа, как Mg^>24 + Не^>4 = Si^>28 + γ, приводит к образованию изотопов Si^>28, S^>32, Аг^>36, Са^>40, Са^>44, Ti^>48 и других. Конечно, вероятность их образования должна резко уменьшаться с возрастанием порядковых номеров. Это положение хорошо согласуется с данными относительной распространённости указанных изотопов в природе. Она равна 8,4 для Ne^>20; 0,78 — для Mg^>24; 1,00 — для Si^>28; 0,39 — для S^>32; 0,149 — для Ar^>36; 0,052 — для Ca