Образование химических элементов в космических телах 1 | страница 70

В настоящее время также нет еще единого мнения о реакциях образования большого количества ядер элементов группы железа. Основное возражение приводится не против того, что в процессе развития звезды на каких-то определенных стадиях не могут создаться условия для быстрых равновесных реакций. Такие реакции, по-видимому, происходят. Неясно другое, почему при «закалке» равновесия, т. е. при охлаждении звезды, не меняется относительное содержание ядер в их смеси. Кроме того, неясны физические условия охлаждения вещества звезды, находящегося в ее недрах.

Рис. 42. Зависимость времени протекания различных ядерных процессов от температуры.

Равновесные реакции могут протекать только в конце активной жизни звезды. По времени этот процесс должен быть очень коротким — порядка нескольких секунд — и заканчиваться взрывом звезды.

Итак, мы подошли к конечному этапу жизни звезды, на рис. 42 схематически изображено изменение времени различных ядерных процессов на всех этапах существования звезды в зависимости от температуры в ее центре.

Однако и взрыв вещества звезды, вероятно, не проходит бесследно для процесса синтеза тяжелых элементов. Об этом мы и расскажем в следующем разделе.

Объяснить механизм образования изотопов самых тяжелых элементов — урана, тория и тяжелых изотопов многих более легких элементов удалось только после обнаружения элементов эйнштейния (Ζ = 99) и и фермия (Ζ = 100) в продуктах термоядерного взрыва, произведенного США в ноябре 1952 г. у атолла Эниветок в Тихом океане.

Рис. 43. Схема изотопов трансурановых элементов, образовавшихся при взрыве термоядерной бомбы.

Впоследствии оказалось, что при мгновенном воздействии исключительно интенсивного потока нейтронов, образующихся при взрыве термоядерной бомбы, на уран получаются заурановые элементы, включая фермий. Схема этого процесса приведена на рис. 43. Видно, что ядро U^>238 присоединяет до 17 нейтронов, что приводит к образованию изотопов с массами от 239 до 255. Такой процесс протекает за время, равное нескольким микросекундам, поэтому β¯-распад не может воспрепятствовать образованию этих изотопов, так как он протекает значительно медленнее процесса присоединения нейтронов. После прекращения действия нейтронов образующиеся тяжелые изотопы урана претерпевают β^>—-распад и превращаются в изотопы трансурановых элементов.