Почему плавление останавливается на железе, когда никель наиболее прочно связан?

Насколько я понимаю, звездный синтез естественным образом останавливается на железе, потому что дальнейшее выращивание ядра энергетически невыгодно.

Но железо — это только третье по прочности ядро, никель — номер один, так что не должно ли железо сплавляться с гелием?

Я не могу ответить на ваш вопрос, но я думаю, что эта страница может вам помочь: en.wikipedia.org/wiki/Nickel-62
Кто сказал, что он не плавится?

Ответы (3)

Элементы с железным пиком в основном являются продуктом реакций альфа-захвата ядер, которые начинаются с одинакового количества нейтронов и протонов ( Z знак равно Н ).

Ядерное горение, связанное с углеродом и кислородом (в сверхновых типа Ia) или кремнием (в ядрах массивных звезд в конце их жизни), очень быстрое или даже взрывоопасное. Важными реакциями, определяющими непосредственные конечные продукты, являются те, которые протекают в быстрых временных масштабах.

В этих случаях имеет место конкуренция между альфа-захватом и фотодезинтеграцией с ограничением, что Z ≃ Н , поскольку слабые реакции с изменением вкуса, как правило, слишком медленные, чтобы сдвинуть отношение нейтронов и протонов далеко от единицы, прежде чем будет достигнуто равновесие между альфа-захватом и фоторасщеплением.

При этих ограничениях наиболее стабильным ядром оказывается 56Ni. Дальнейшие альфа-захваты до 60Zn (или выше) не приветствуются. * , потому что более высокие температуры, которые потребуются для преодоления большего кулоновского барьера, приводят к фотораспаду на более мелкие ядра.

Следовательно, нет легкого пути к 62Ni.

Тот факт, что 56Fe доминирует в содержании элементов на пике железа, которое наблюдается в атмосферах звезд и межзвездной среде, объясняется тем, что 56Ni в выбросах сверхновых распадается до 56Co, а затем до 56Fe за периоды полураспада 6 и 77 дней соответственно. Внутри плотного ядра массивной звезды захват электронов 56Ni может быть более быстрым, но все же приводит к образованию 56Fe.

Редактировать:

* Обратите внимание, что альфа-захват на 56Ni по-прежнему энергетически выгоден сам по себе . Однако в ядре из 56Ni альфа-частица должна быть сначала оторвана от ядра 56Ni, и чистая перегруппировка нуклонов будет эндотермической.

По поводу Fe-56 в межзвездной среде объяснение понятно. Чтобы Fe-56 доминировал в звездах, периоды полураспада в 6 и 77 дней соответственно могут быть слишком длинными, если фаза горения Si длится всего несколько дней. Хотелось бы найти информацию о (более коротких?) периодах полураспада Ni-56 и Co-56 в условиях горящего Si звездного ядра. Это изменило бы мою (неправильную?) идею о том, что слабые скорости распада нечувствительны к внешним условиям.
@ gamma1954 Скорость слабых взаимодействий, безусловно, зависит от внешних условий. бета-распад может быть заблокирован, например, электронным вырождением. Вполне может быть, что скорости захвата электронов сильно увеличиваются, когда плотность электронов высока. Я не уверен, что вы следуете моему аргументу. Железо, которое мы видим в звездах, образовалось в сверхновых типах Ia и II, а не образовалось внутри этих звезд. Мы не «видим», что находится в ядре массивной звезды в конце ее жизни, и большая часть этого оказывается в нейтронной звезде или черной дыре.
Спасибо за уточнение: железо, которое мы видим в звездных атмосферах, образовалось в сверхновых других звезд. Я знал это, но неверно истолковал ваш ответ. Процессы выемки могут выявить такие элементы, как технеций, образующиеся внутри звезды, но у них нет времени, чтобы выявить производство железа.

56 Н я производится в кремниевых термоядерных звездах. Процесс слияния не «останавливается» на Ф е . Появляются несколько нуклидов A=56. См. статью в Википедии: Сжигание кремния .

Также Introductory Nuclear PhysicsКрейном, Глава 19, Раздел 4.

Есть идеи, почему Fe так часто называют точкой остановки?
Посмотрев на некоторые таблицы масс, я был озадачен вашим утверждением о том, какой нуклид наиболее прочно связан. Как вы думаете, какие два нуклида связаны более прочно, чем 56 Ф е ? У меня проблемы с их поиском. РЕДАКТИРОВАТЬ: Неважно. Я нашел их. Ni-62 и Fe-58. Это связано с тем, может ли альфа-реакция добраться до этих двух ядер внутри звезды. Мне придется сделать некоторые расчеты.

Из Википедии :

Поскольку ядерная сила сильнее кулоновской силы для атомных ядер меньше, чем железо и никель, построение этих ядер из более легких ядер путем синтеза высвобождает дополнительную энергию от чистого притяжения этих частиц. Однако для более крупных ядер энергия не выделяется, поскольку ядерная сила является короткодействующей и не может продолжать действовать на еще более крупные атомные ядра. Таким образом, энергия больше не выделяется, когда такие ядра образуются путем синтеза; вместо этого в таких процессах поглощается энергия.

Почему плавление останавливается на железе, когда никель наиболее прочно связан?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v