Сколько раз солнечные протоны неоднократно сливаются и делятся, прежде чем они образуют дейтрон?

В цепной реакции протон-протон на Солнце первая стадия

п + п → 2 2 ЧАС е .
После этого, скорее всего, произойдет обратная реакция: 2 2 ЧАС е распадается, и мы возвращаемся к тому, с чего начали. Иногда, гораздо реже, происходит слабый процесс бета+-распада, который превращает протон в нейтрон, и тогда мы получаем дейтрон, и могут происходить дальнейшие реакции. Я знаю, как найти скорость для последнего процесса, но я хотел бы найти скорость для первого процесса.

Мой вопрос таков: сколько раз в ядре Солнца повторяется последовательность взрыва-деления? п + п → ЧАС е → п + п происходят в среднем для любого данного протона, прежде чем мы получим слабый распад и дейтрон? Даже оценка порядка величины из грубой формулы поперечного сечения была бы полезна. (Я пытался найти его, пока безуспешно.)

Изменить добавлено 19 февраля 2018 г .: Мое исследование до сих пор дало числа между 10 15 и 10 28 . Таким образом, любой, кто может определить это лучше, чем этот диапазон (13 порядков), делает успехи!

Много много. :) Я никогда не видел необработанных чисел или вероятности, только предполагаемый период полураспада в 1 миллиард лет для протона солнечного ядра, который будет преобразован в He-4. Википедия говорит, что дейтрон превращается в Не-3 примерно за 4 секунды, а Не-3 в Не-4 может происходить разными путями, занимая около 400 лет.

Ответы (1)

Здесь есть хороший анализ Джиллиан Кнапп . Она утверждает, что естественно определить сечение столкновения как сечение столкновения S-волн, и оно оказывается на четыре порядка больше, чем геометрическое сечение. Используя это вместе с числовой плотностью протонов в ядре, она получает частоту столкновений ∼ 10 12   с − 1 . Это скорость нападений на кулоновский барьер, а не частота близких столкновений, при которых мы действительно преодолеваем барьер. Наблюдаемая скорость синтеза, основанная на том, сколько солнечного водорода остается несгоревшим, составляет 5 × 10 − 18   с − 1 . Вероятность проникновения барьера ВКБ для S-волн равна ∼ е − 16 ∼ 10 − 7 . Итак, у нас есть

частота столкновений, преодолевающих барьер скорость плавления "=" ( скорость столкновений S-волн ) ( Вероятность ВКБ ) скорость плавления ∼ 10 23 .

IIRC такие вещи сложно оценить, потому что вы смотрите на перекрытие двух тонких хвостов: верхнего хвоста максвелловского распределения и нижнего хвоста поперечного сечения как функции энергии. Существует некоторая энергия, при которой произведение этих двух функций имеет ярко выраженный узкий пик, и именно при этой энергии следует оценивать вероятность ВКБ, а не типичную тепловую энергию.

Еще раз спасибо. На данный момент я думаю, что ваше число находится в правильном диапазоне для общего эластичного ядерного процесса между протонами и может быть несколько завышенным для процесса, в котором протоны задерживаются близко друг к другу, но я еще не очень уверен. Я подожду еще немного на случай, если будут еще ответы, прежде чем поставить галочку «принять».
Сколько раз солнечные протоны неоднократно сливаются и делятся, прежде чем они образуют дейтрон?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v