Azərbaycanca
Беларускі
Dansk
Deutsch
Española
Français
Indonesia
Italiana
日本語
Қазақ
Lietuvos
Nederlands
Português
Русский
සිංහල
แบบไทย
Türkçe
Українська
中國人
United State
Afrikaans
Нуклеосинтез — процес утворення ядер атомів хімічних елементів під час еволюції Всесвіту.
Світ, який нас оточує, складається з атомів. Атоми, в свою чергу складаються з ядер та електронів, а ядра атомів із нуклонів — протонів та нейтронів. Залежно від числа протонів у ядрі атоми поділяються на різні хімічні елементи. Хімічні властивості атомів визначаються його електронами, але кількість електронів у атомах відповідає кількості протонів, тому саме кількість протонів визначає номер хімічного елемента. Поширеність різних хімічних елементів у природі неоднакова. На Землі найпоширенішим елементом є залізо. У Всесвіті загалом найпоширенішим елементом є водень, другим за поширеністю — гелій.
Водень — найпростіший з хімічних елементів. Основний ізотоп водню має ядро, яке складається з одного протона. Сучасні уявлення про походження та розвиток Всесвіту стверджують, що приблизно 13 млрд років тому у Всесвіті не було інших хімічних елементів крім водню. Точніше, не було навіть водню, бо тоді протони та електрони ще не об'єдналися в атоми. Всесвіт на той час був гарячою плазмою — складався з протонів, електронів та електромагнітного випромінювання. Решта хімічних елементів утворилася у процесі охолодження цієї плазми, під час якого протони об'єднувалися й утворювали більші, складніші ядра. Цей процес називається нуклеосинтезом.
Утворення ядер складніших атомів відбувалося не одразу. Його можна поділити на чотири стадії:
- Перша стадія, впродовж якої утворилися легкі ядра, сталася одразу після Великого вибуху.
- Друга стадія — утворення ядер важчих елементів аж до заліза — відбувається в надрах зір.
- Третя стадія — утворення хімічних елементів, важчих заліза — відбувається під час спалахів наднових.
- Процес четвертого типу — ядерний синтез легких ядер, зокрема 3He, під впливом космічного проміння — триває з невеликою швидкістю весь час.
Нуклеосинтез впродовж історії Всесвіту
Вважається, що перші нуклони були сформовані з кварк-глюонної плазми під час Великого вибуху, поки вона охолоджувалась нижче двох трильйонів градусів. За кілька хвилин з протонів та нейтронів були сформовані ядра до берилію та літію (обидва з масовим числом 7), тоді як ядра важчих елементів майже не утворились. У цей час могло утворитись трохи бору, але процес зупинився до утворення вуглецю, оскільки цей елемент вимагає куди більшої густини гелію та часу для утворення, ніж було під час первинного нуклеосинтезу Великого Вибуху. Цей процес синтезу практично зупинився через 20 хвилин через падіння температури та густини середовища, коли Всесвіт продовжував розширюватись. Цей первинний процес, нуклеосинтез Великого Вибуху, був першим типом нуклеогенезису, котрий відбувся у Всесвіті.
Наступний нуклеосинтез більш важких ядер вимагає екстремальних температур та тисків, знайдених в ядрах зір та наднових. Ці процеси почались з того, що водень та гелій Великого Вибуху утворили перші зорі за 500 млн років. З тих часів утворення галактик відбувається неперервно у Всесвіті. Елементи, знайдені на Землі, так звані первинні елементи, були створені до утворення Землі зоряним нуклеосинтезом та нуклеосинтезом в наднових зорях. їх атомні числа варіюються від Z = 6 (вуглець) до Z = 94 (плутоній). Синтез цих елементів відбувався або шляхом ядерного синтезу (включаючи як швидкий, так і повільне захоплення кількох нейтронів), або, в меншій степені, шляхом ядерного поділу з подальшим бета-захопленням.
Зірка генерує більш важкі елементи об'єднуючи більш легкі ядра водню, гелію, дейтерію, берилію, літію та бору, котрі були в складні початкового міжзоряного середовища, і, як наслідок, в зірках. Саме тому в міжзоряному газі зменшується кількість цих легких елементів, котрі утворились внаслідок нуклеосинтезу Великого Вибуху. Тому вважається, що відновлення великої кількості цих легких елементів у міжзоряному просторі в нинішньому Всесвіті відновлюється через мільярди років внаслідок проходження через середовище космічних променів, котрі розщепляють важкі елементи на більш легкі.
-
![image]()
Періодична таблиця, котра показує космогенне походження кожного з елементів періодичної таблиці. Елементи від вуглецю до сірки можуть бути утворені невеликими зірками за допомогою альфа процесу. Елементи до заліза утворюються в більших зірках з повільним захопленням нейтронів(s-процес), за котрим викид в міжзоряний простір. Елементи важче заліза утворюються при вибухах наднових зір за допомогою r-процесу за участі густого сплеску нейтронів й швидкого їх захоплення елементом.
Історія розвитку теорії нуклеосинтезу
Перші ідеї про нуклеосинтез передбачали, що хімічні елементи були створені на початку Всесвіту, але при цьому не можна було визначити раціональний фізичний сценарій цього процесу. Поступово стало зрозуміло, що у Всесвіті куди більше водню та гелію, ніж будь-яких інших елементів. Усі інші елементи становлять лише близько 2 % від загальної маси Сонячної системи та інших зоряних систем. У той же час стало зрозуміло, що вуглець та кисень є наступними двома найчисельнішими елементами, а також, що є тенденція переваги легших елементів, особливо тих, що складаються з цілого числа ядер гелію.
Артур Стенлі Еддінгтон 1920 року вперше запропонував ідею отримання енергії зорями за допомогою перетворення гелію та водню на важчі елементи, що передбачало утворення таких елементів у зорях. Ця ідея не сприймалась, оскільки ядерний механізм не був достатньо вивчений. Перед Другою світовою війною Ганс Бете вперше описав ті механізми, за допомогою котрих водень перетворюється в гелій.
Робота Фреда Гойла з нуклеосинтезу важких ядер вийшла відразу після закінчення Другої світової війни. Його робота пояснювала утворення все важчих ядер, починаючи з водню. Хойл припустив, що водень постійно створюється у Всесвіті з вакууму та енергії, без необхідності Великого Вибуху.
Робота Хойла пояснила як відсотковий вміст елементів змінювався з розвитком Галактики. Потім фізичні уявлення Хойла були розширені в 1960-х роках завдяки вкладам Вільяма Фаулера, Аластера Дж. В. Камерона і Дональда Д. Клейтона, а потім — і багатьма іншими. Робота Е. М. Бербіджа, Г. Р. Бербіджа, Фаулера та Хойла 1957 року є добре відомим оглядом стану справ. У цій статті визначено нові процеси перетворення одних важких ядер на інші в зір, котрі можуть бути задокументовані астрономами.
Власне ідея Великого Вибуху була запропонована 1931 року, задовго до того, як бельгійський фізик Жорж Леметр припустив, що розширення Всесвіту означає, що колись він був точковим. Це привело б всю масу Всесвіту в єдину точку, «первісний атом», до стану, в котрому не існувало простору та часу. Пізніше Хойл охарактеризував модель Лемера жартівливим терміном «Великий вибух», не розуміючи, що модель Леметра необхідна для пояснення існування дейтерію та нуклідів між гелієм та вуглецем, а також принципово великого вмісту гелію не лише в зорях, а й у міжзоряному просторі. Хай там як, але для пояснення хімічного вмісту Всесвіту потрібні обидві моделі нуклеосинтезу.
Метою теорії нуклеосинтезу є пояснення великої різниці вмісту хімічних елементів та їх ізотопів з погляду природних процесів. Основним стимулом для розвитку даної теорії був графіка поширеності елементів залежно від атомного номера. Цей графік має зубчасту, пилкоподібну структуру. Досить важливим стимулом для розвитку цієї теорії була таблиця вмісту елементів, створена Гансом Суесом та Гарольдом Юрі за даними хімічного складу метеоритів.
Первинний нуклеосинтез
Первинний нуклеосинтез відбувся впродовж перших трьох хвилин після Великого вибуху. Ядерні реакції, які відбувалися при цьому, показано на рисунку праворуч. В результаті утворилося те співвідношення ізотопів хімічних елементів: протію ≈77 %, гелію-4 (≈23 %), гелію-3 (3 × 10−4 %), дейтерію (5 × 10−5 %) та літію-7 (5 × 10−10 %), яке (з невеликими змінами) спостерігається у Всесвіті сьогодні. Хоча 4He утворюється також внаслідок інших механізмів, наприклад під час альфа-розпаду та реакціях синтезу всередині зір, а 1H може виникнути в результаті радіоактивного розпаду чи у реакціях речовини з космічними променями, більшість цих атомів утворилося саме в результаті первинного нуклеосинтезу, між сотою і трьохсотою секундами після Великого вибуху, коли початкова кварк-глюонна плазма охолодилася, і з неї сформувалися протони та нейтрони. Елементи, важчі від літію, у цей період не утворилися за браком часу. Впродовж цього періоду Всесвіт швидко розширювався, внаслідок чого густина речовини й температура знизилися до рівня, коли швидкість реакцій різко знизилася.
Нуклеосинтез у зорях
Через багато років після Великого вибуху з хмар космічного газу почали утворюватися зорі. У надрах зір завдяки силам гравітації речовина має настільки високу густину та температуру, що реакції синтезу знову стають можливими. Енергія, що виділяється у цих реакціях, випромінюється в навколишній простір у вигляді електромагнітних хвиль, завдяки чому зорі світяться. Зорі живуть багато мільйонів років. У зорях головної послідовності процес синтезу відбувається шляхом спалювання водню та утворення гелію. У зорях, подібних до Сонця — через протон-протонний ланцюжок, а в гарячіших — через вуглецево-азотний цикл.
Але реакції синтезу в зорях утворюють і хімічні елементі, важчі за літій. Ключовим моментом є утворення ядер вуглецю. Вони можуть утворюватися з трьох альфа-частинок внаслідок потрійного альфа-процесу лише в досить масивних зорях. У подальших реакціях синтезу відбувається захоплення важкими ядрами альфа-частинок (α-процес) і утворюються ядра кисню, неону та магнію. У ще масивніших зорях можливі подальші реакції між ядрами новоутворених елементів, у результаті яких утворюються елементи аж до залізного піку (від кремнію до нікелю). Оскільки в результаті таких реакцій виникають вільні енергійні нейтрони, може відбуватися поступове захоплення їх важкими ядрами (S-процес) із подальшим утворенням невеликої кількості елементів, важчих від заліза.
Продукти нуклеосинтезу із надр зір розповсюджуються у Всесвіті у вигляді планетарних туманностей та зоряним вітром.
Вибуховий нуклеосинтез
Деякі зорі у своєму розвитку спалахують як наднові. Під час вибуху утворюються елементи, важчі від заліза. Внаслідок утворення потужних потоків високоенергійних нейтронів відбувається захоплення їх атомними ядрами: як повільне (S-процес), так і швидке (R-процес). Деякою мірою цьому сприяє також захоплення важкими ядрами протонів: повільне (P-процес) та швидке (Rp-процес). Внаслідок довгих ланцюжків таких реакцій у деякій кількості утворюються важкі, здебільшого, радіоактивні елементи аж до урану та торію.
Синтез завдяки космічним променям
Бомбардування зоряної речовини космічними променями є причиною утворення легких елементів, зокрема радіоактивного 3H, а також літію, берилію та бору. Космічні промені, основну частину яких складають швидкі протони, розбивають ядра вуглецю, азоту та кисню, утворюючи, як наслідок, легші елементи[].
Незначні механізми та процеси
Штучними способами на Землі створюються дуже невеликі кількості певних нуклідів. Це наше основне джерело, наприклад, технецію. Але певні нукліди також генеруються за допомогою ряду природних причин, котрі продовжувались після того, як були знайдені початкові елементи. Ці методи можна застосовувати для визначення віку мінералів чи відстежування геологічних процесів. Хоча й ці процеси не дають багато нуклідів, але вважаються хорошим джерелом цих нуклідів в природі[].
Ці механізми включають:
- Радіоактивний розпад може призвести до утворення радіогенних дочірніх нуклідів. Радіоактивний розпад деяких довгоживучих початкових ізотопів, як-от уран-235, уран-238, торій-232, утворює багато проміжних дочірніх нуклідів до того, як вони зрештою розпадаються на ізотопи свинцю. Цей механізм забезпечує Землю такими елементами як радон та полоній. Вміст аргону-40 в атмосфері обумовлений головним чином радіоактивним розпадом калію-40 за час утворення Землі. Невеликий відсоток аргону в атмосфері є від початку формування планети. Гелій-4 отримується з альфа розпаду, а гелій, отриманий із земної кори в більшості випадків також не є першопочатковим. В інших видах радіоактивного розпаду, як-от розпад кластерів, викидаються види куди більш масивних ядер (наприклад, неон-20), котрі зрештою стають стабільними атомами.
- Радіоактивний розпад може привести до спонтанного ділення. Це не розпад кластерів, бо продукти ділення можуть бути розділені майже відбудь-якого виду атомів. Торій-232, уран-238 та уран-235 є першопочатковими ізотопами, котрі беруть участь у спонтанному діленні. Таким чином отримують природний технецій та прометій.
- Природні ядерні реакції, викликані радіоактивний розпадом викликають так звані нуклеогенні нукліди. Цей процес відбувається, коли енергетична частинка з радіоактивного розпаду, часто альфа частинка, взаємодіє із ядром іншого атома, аби перетворити того потім на інший нуклід. Цей процес може викликати утворення додаткових субатомних частинок, як-от нейтрони. Нейтрони також можуть утворитись при спонтанному поділі та нейтронній емісії. Ці нейтрони можуть потім продовжувати утворювати нові нукліди внаслідок нейтронного індукування або шляхом захоплення нейтронів. Наприклад, деякі стабільні ізотопи, як-от неон-21 та неон-22 утворюються внаслідок кількох шляхів нуклеогенного синтезу і тому лише частина цих елементів є першопочатковою.
- Ядерні реакції, пов'язані із космічними променями. за домовленістю, ці реакційні продукти не називаються «нуклеогенними» нуклідами, а скоріше космогенними нуклідами. Космічні промені утворюють нукліди на Землі такими ж космогенними методами, котрі обговорювались вище.
Джерела
- E. M. Burbidge, G. R. Burbidge, W. A. Fowler, and F. Hoyle. (1957). . Rev Mod Phy. 29 (4): 547. doi:10.1103/RevModPhys.29.547. Архів оригіналу за 24 липня 2008. Процитовано 1 грудня 2010. (англ.)
- Нуклеосинтез // Астрономічний енциклопедичний словник / за заг. ред. І. А. Климишина та А. О. Корсунь. — Львів : Голов. астроном. обсерваторія НАН України : Львів. нац. ун-т ім. Івана Франка, 2003. — С. 324-325. — .
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
Nukleosintez proces utvorennya yader atomiv himichnih elementiv pid chas evolyuciyi Vsesvitu Vuglecevo azotnij cikl peretvorennya chotiroh protoniv na a chastinku za uchastyu yader vuglecyu azotu ta kisnyu sho vidbuvayetsya v zoryah Svit yakij nas otochuye skladayetsya z atomiv Atomi v svoyu chergu skladayutsya z yader ta elektroniv a yadra atomiv iz nukloniv protoniv ta nejtroniv Zalezhno vid chisla protoniv u yadri atomi podilyayutsya na rizni himichni elementi Himichni vlastivosti atomiv viznachayutsya jogo elektronami ale kilkist elektroniv u atomah vidpovidaye kilkosti protoniv tomu same kilkist protoniv viznachaye nomer himichnogo elementa Poshirenist riznih himichnih elementiv u prirodi neodnakova Na Zemli najposhirenishim elementom ye zalizo U Vsesviti zagalom najposhirenishim elementom ye voden drugim za poshirenistyu gelij Voden najprostishij z himichnih elementiv Osnovnij izotop vodnyu maye yadro yake skladayetsya z odnogo protona Suchasni uyavlennya pro pohodzhennya ta rozvitok Vsesvitu stverdzhuyut sho priblizno 13 mlrd rokiv tomu u Vsesviti ne bulo inshih himichnih elementiv krim vodnyu Tochnishe ne bulo navit vodnyu bo todi protoni ta elektroni she ne ob yednalisya v atomi Vsesvit na toj chas buv garyachoyu plazmoyu skladavsya z protoniv elektroniv ta elektromagnitnogo viprominyuvannya Reshta himichnih elementiv utvorilasya u procesi oholodzhennya ciyeyi plazmi pid chas yakogo protoni ob yednuvalisya j utvoryuvali bilshi skladnishi yadra Cej proces nazivayetsya nukleosintezom Utvorennya yader skladnishih atomiv vidbuvalosya ne odrazu Jogo mozhna podiliti na chotiri stadiyi Persha stadiya vprodovzh yakoyi utvorilisya legki yadra stalasya odrazu pislya Velikogo vibuhu Druga stadiya utvorennya yader vazhchih elementiv azh do zaliza vidbuvayetsya v nadrah zir Tretya stadiya utvorennya himichnih elementiv vazhchih zaliza vidbuvayetsya pid chas spalahiv nadnovih Proces chetvertogo tipu yadernij sintez legkih yader zokrema 3He pid vplivom kosmichnogo prominnya trivaye z nevelikoyu shvidkistyu ves chas Nukleosintez vprodovzh istoriyi VsesvituVvazhayetsya sho pershi nukloni buli sformovani z kvark glyuonnoyi plazmi pid chas Velikogo vibuhu poki vona oholodzhuvalas nizhche dvoh triljoniv gradusiv Za kilka hvilin z protoniv ta nejtroniv buli sformovani yadra do beriliyu ta litiyu obidva z masovim chislom 7 todi yak yadra vazhchih elementiv majzhe ne utvorilis U cej chas moglo utvoritis trohi boru ale proces zupinivsya do utvorennya vuglecyu oskilki cej element vimagaye kudi bilshoyi gustini geliyu ta chasu dlya utvorennya nizh bulo pid chas pervinnogo nukleosintezu Velikogo Vibuhu Cej proces sintezu praktichno zupinivsya cherez 20 hvilin cherez padinnya temperaturi ta gustini seredovisha koli Vsesvit prodovzhuvav rozshiryuvatis Cej pervinnij proces nukleosintez Velikogo Vibuhu buv pershim tipom nukleogenezisu kotrij vidbuvsya u Vsesviti Nastupnij nukleosintez bilsh vazhkih yader vimagaye ekstremalnih temperatur ta tiskiv znajdenih v yadrah zir ta nadnovih Ci procesi pochalis z togo sho voden ta gelij Velikogo Vibuhu utvorili pershi zori za 500 mln rokiv Z tih chasiv utvorennya galaktik vidbuvayetsya neperervno u Vsesviti Elementi znajdeni na Zemli tak zvani pervinni elementi buli stvoreni do utvorennya Zemli zoryanim nukleosintezom ta nukleosintezom v nadnovih zoryah yih atomni chisla variyuyutsya vid Z 6 vuglec do Z 94 plutonij Sintez cih elementiv vidbuvavsya abo shlyahom yadernogo sintezu vklyuchayuchi yak shvidkij tak i povilne zahoplennya kilkoh nejtroniv abo v menshij stepeni shlyahom yadernogo podilu z podalshim beta zahoplennyam Zirka generuye bilsh vazhki elementi ob yednuyuchi bilsh legki yadra vodnyu geliyu dejteriyu beriliyu litiyu ta boru kotri buli v skladni pochatkovogo mizhzoryanogo seredovisha i yak naslidok v zirkah Same tomu v mizhzoryanomu gazi zmenshuyetsya kilkist cih legkih elementiv kotri utvorilis vnaslidok nukleosintezu Velikogo Vibuhu Tomu vvazhayetsya sho vidnovlennya velikoyi kilkosti cih legkih elementiv u mizhzoryanomu prostori v ninishnomu Vsesviti vidnovlyuyetsya cherez milyardi rokiv vnaslidok prohodzhennya cherez seredovishe kosmichnih promeniv kotri rozsheplyayut vazhki elementi na bilsh legki Periodichna tablicya kotra pokazuye kosmogenne pohodzhennya kozhnogo z elementiv periodichnoyi tablici Elementi vid vuglecyu do sirki mozhut buti utvoreni nevelikimi zirkami za dopomogoyu alfa procesu Elementi do zaliza utvoryuyutsya v bilshih zirkah z povilnim zahoplennyam nejtroniv s proces za kotrim vikid v mizhzoryanij prostir Elementi vazhche zaliza utvoryuyutsya pri vibuhah nadnovih zir za dopomogoyu r procesu za uchasti gustogo splesku nejtroniv j shvidkogo yih zahoplennya elementom Istoriya rozvitku teoriyi nukleosintezuPershi ideyi pro nukleosintez peredbachali sho himichni elementi buli stvoreni na pochatku Vsesvitu ale pri comu ne mozhna bulo viznachiti racionalnij fizichnij scenarij cogo procesu Postupovo stalo zrozumilo sho u Vsesviti kudi bilshe vodnyu ta geliyu nizh bud yakih inshih elementiv Usi inshi elementi stanovlyat lishe blizko 2 vid zagalnoyi masi Sonyachnoyi sistemi ta inshih zoryanih sistem U toj zhe chas stalo zrozumilo sho vuglec ta kisen ye nastupnimi dvoma najchiselnishimi elementami a takozh sho ye tendenciya perevagi legshih elementiv osoblivo tih sho skladayutsya z cilogo chisla yader geliyu Artur Stenli Eddington 1920 roku vpershe zaproponuvav ideyu otrimannya energiyi zoryami za dopomogoyu peretvorennya geliyu ta vodnyu na vazhchi elementi sho peredbachalo utvorennya takih elementiv u zoryah Cya ideya ne sprijmalas oskilki yadernij mehanizm ne buv dostatno vivchenij Pered Drugoyu svitovoyu vijnoyu Gans Bete vpershe opisav ti mehanizmi za dopomogoyu kotrih voden peretvoryuyetsya v gelij Robota Freda Gojla z nukleosintezu vazhkih yader vijshla vidrazu pislya zakinchennya Drugoyi svitovoyi vijni Jogo robota poyasnyuvala utvorennya vse vazhchih yader pochinayuchi z vodnyu Hojl pripustiv sho voden postijno stvoryuyetsya u Vsesviti z vakuumu ta energiyi bez neobhidnosti Velikogo Vibuhu Robota Hojla poyasnila yak vidsotkovij vmist elementiv zminyuvavsya z rozvitkom Galaktiki Potim fizichni uyavlennya Hojla buli rozshireni v 1960 h rokah zavdyaki vkladam Vilyama Faulera Alastera Dzh V Kamerona i Donalda D Klejtona a potim i bagatma inshimi Robota E M Berbidzha G R Berbidzha Faulera ta Hojla 1957 roku ye dobre vidomim oglyadom stanu sprav U cij statti viznacheno novi procesi peretvorennya odnih vazhkih yader na inshi v zir kotri mozhut buti zadokumentovani astronomami Vlasne ideya Velikogo Vibuhu bula zaproponovana 1931 roku zadovgo do togo yak belgijskij fizik Zhorzh Lemetr pripustiv sho rozshirennya Vsesvitu oznachaye sho kolis vin buv tochkovim Ce privelo b vsyu masu Vsesvitu v yedinu tochku pervisnij atom do stanu v kotromu ne isnuvalo prostoru ta chasu Piznishe Hojl oharakterizuvav model Lemera zhartivlivim terminom Velikij vibuh ne rozumiyuchi sho model Lemetra neobhidna dlya poyasnennya isnuvannya dejteriyu ta nuklidiv mizh geliyem ta vuglecem a takozh principovo velikogo vmistu geliyu ne lishe v zoryah a j u mizhzoryanomu prostori Haj tam yak ale dlya poyasnennya himichnogo vmistu Vsesvitu potribni obidvi modeli nukleosintezu Metoyu teoriyi nukleosintezu ye poyasnennya velikoyi riznici vmistu himichnih elementiv ta yih izotopiv z poglyadu prirodnih procesiv Osnovnim stimulom dlya rozvitku danoyi teoriyi buv grafika poshirenosti elementiv zalezhno vid atomnogo nomera Cej grafik maye zubchastu pilkopodibnu strukturu Dosit vazhlivim stimulom dlya rozvitku ciyeyi teoriyi bula tablicya vmistu elementiv stvorena Gansom Suesom ta Garoldom Yuri za danimi himichnogo skladu meteoritiv Pervinnij nukleosintezDokladnishe Pervinnij nukleosintez Pervinnij nukleosintez vidbuvsya vprodovzh pershih troh hvilin pislya Velikogo vibuhu Yaderni reakciyi yaki vidbuvalisya pri comu pokazano na risunku pravoruch V rezultati utvorilosya te spivvidnoshennya izotopiv himichnih elementiv protiyu 77 geliyu 4 23 geliyu 3 3 10 4 dejteriyu 5 10 5 ta litiyu 7 5 10 10 yake z nevelikimi zminami sposterigayetsya u Vsesviti sogodni Hocha 4He utvoryuyetsya takozh vnaslidok inshih mehanizmiv napriklad pid chas alfa rozpadu ta reakciyah sintezu vseredini zir a 1H mozhe viniknuti v rezultati radioaktivnogo rozpadu chi u reakciyah rechovini z kosmichnimi promenyami bilshist cih atomiv utvorilosya same v rezultati pervinnogo nukleosintezu mizh sotoyu i trohsotoyu sekundami pislya Velikogo vibuhu koli pochatkova kvark glyuonna plazma oholodilasya i z neyi sformuvalisya protoni ta nejtroni Elementi vazhchi vid litiyu u cej period ne utvorilisya za brakom chasu Vprodovzh cogo periodu Vsesvit shvidko rozshiryuvavsya vnaslidok chogo gustina rechovini j temperatura znizilisya do rivnya koli shvidkist reakcij rizko znizilasya Nukleosintez u zoryahCherez bagato rokiv pislya Velikogo vibuhu z hmar kosmichnogo gazu pochali utvoryuvatisya zori U nadrah zir zavdyaki silam gravitaciyi rechovina maye nastilki visoku gustinu ta temperaturu sho reakciyi sintezu znovu stayut mozhlivimi Energiya sho vidilyayetsya u cih reakciyah viprominyuyetsya v navkolishnij prostir u viglyadi elektromagnitnih hvil zavdyaki chomu zori svityatsya Zori zhivut bagato miljoniv rokiv U zoryah golovnoyi poslidovnosti proces sintezu vidbuvayetsya shlyahom spalyuvannya vodnyu ta utvorennya geliyu U zoryah podibnih do Soncya cherez proton protonnij lancyuzhok a v garyachishih cherez vuglecevo azotnij cikl Ale reakciyi sintezu v zoryah utvoryuyut i himichni elementi vazhchi za litij Klyuchovim momentom ye utvorennya yader vuglecyu Voni mozhut utvoryuvatisya z troh alfa chastinok vnaslidok potrijnogo alfa procesu lishe v dosit masivnih zoryah U podalshih reakciyah sintezu vidbuvayetsya zahoplennya vazhkimi yadrami alfa chastinok a proces i utvoryuyutsya yadra kisnyu neonu ta magniyu U she masivnishih zoryah mozhlivi podalshi reakciyi mizh yadrami novoutvorenih elementiv u rezultati yakih utvoryuyutsya elementi azh do zaliznogo piku vid kremniyu do nikelyu Oskilki v rezultati takih reakcij vinikayut vilni energijni nejtroni mozhe vidbuvatisya postupove zahoplennya yih vazhkimi yadrami S proces iz podalshim utvorennyam nevelikoyi kilkosti elementiv vazhchih vid zaliza Produkti nukleosintezu iz nadr zir rozpovsyudzhuyutsya u Vsesviti u viglyadi planetarnih tumannostej ta zoryanim vitrom Vibuhovij nukleosintezDeyaki zori u svoyemu rozvitku spalahuyut yak nadnovi Pid chas vibuhu utvoryuyutsya elementi vazhchi vid zaliza Vnaslidok utvorennya potuzhnih potokiv visokoenergijnih nejtroniv vidbuvayetsya zahoplennya yih atomnimi yadrami yak povilne S proces tak i shvidke R proces Deyakoyu miroyu comu spriyaye takozh zahoplennya vazhkimi yadrami protoniv povilne P proces ta shvidke Rp proces Vnaslidok dovgih lancyuzhkiv takih reakcij u deyakij kilkosti utvoryuyutsya vazhki zdebilshogo radioaktivni elementi azh do uranu ta toriyu Sintez zavdyaki kosmichnim promenyamBombarduvannya zoryanoyi rechovini kosmichnimi promenyami ye prichinoyu utvorennya legkih elementiv zokrema radioaktivnogo 3H a takozh litiyu beriliyu ta boru Kosmichni promeni osnovnu chastinu yakih skladayut shvidki protoni rozbivayut yadra vuglecyu azotu ta kisnyu utvoryuyuchi yak naslidok legshi elementi dzherelo Neznachni mehanizmi ta procesiShtuchnimi sposobami na Zemli stvoryuyutsya duzhe neveliki kilkosti pevnih nuklidiv Ce nashe osnovne dzherelo napriklad tehneciyu Ale pevni nuklidi takozh generuyutsya za dopomogoyu ryadu prirodnih prichin kotri prodovzhuvalis pislya togo yak buli znajdeni pochatkovi elementi Ci metodi mozhna zastosovuvati dlya viznachennya viku mineraliv chi vidstezhuvannya geologichnih procesiv Hocha j ci procesi ne dayut bagato nuklidiv ale vvazhayutsya horoshim dzherelom cih nuklidiv v prirodi dzherelo Ci mehanizmi vklyuchayut Radioaktivnij rozpad mozhe prizvesti do utvorennya radiogennih dochirnih nuklidiv Radioaktivnij rozpad deyakih dovgozhivuchih pochatkovih izotopiv yak ot uran 235 uran 238 torij 232 utvoryuye bagato promizhnih dochirnih nuklidiv do togo yak voni zreshtoyu rozpadayutsya na izotopi svincyu Cej mehanizm zabezpechuye Zemlyu takimi elementami yak radon ta polonij Vmist argonu 40 v atmosferi obumovlenij golovnim chinom radioaktivnim rozpadom kaliyu 40 za chas utvorennya Zemli Nevelikij vidsotok argonu v atmosferi ye vid pochatku formuvannya planeti Gelij 4 otrimuyetsya z alfa rozpadu a gelij otrimanij iz zemnoyi kori v bilshosti vipadkiv takozh ne ye pershopochatkovim V inshih vidah radioaktivnogo rozpadu yak ot rozpad klasteriv vikidayutsya vidi kudi bilsh masivnih yader napriklad neon 20 kotri zreshtoyu stayut stabilnimi atomami Radioaktivnij rozpad mozhe privesti do spontannogo dilennya Ce ne rozpad klasteriv bo produkti dilennya mozhut buti rozdileni majzhe vidbud yakogo vidu atomiv Torij 232 uran 238 ta uran 235 ye pershopochatkovimi izotopami kotri berut uchast u spontannomu dilenni Takim chinom otrimuyut prirodnij tehnecij ta prometij Prirodni yaderni reakciyi viklikani radioaktivnij rozpadom viklikayut tak zvani nukleogenni nuklidi Cej proces vidbuvayetsya koli energetichna chastinka z radioaktivnogo rozpadu chasto alfa chastinka vzayemodiye iz yadrom inshogo atoma abi peretvoriti togo potim na inshij nuklid Cej proces mozhe viklikati utvorennya dodatkovih subatomnih chastinok yak ot nejtroni Nejtroni takozh mozhut utvoritis pri spontannomu podili ta nejtronnij emisiyi Ci nejtroni mozhut potim prodovzhuvati utvoryuvati novi nuklidi vnaslidok nejtronnogo indukuvannya abo shlyahom zahoplennya nejtroniv Napriklad deyaki stabilni izotopi yak ot neon 21 ta neon 22 utvoryuyutsya vnaslidok kilkoh shlyahiv nukleogennogo sintezu i tomu lishe chastina cih elementiv ye pershopochatkovoyu Yaderni reakciyi pov yazani iz kosmichnimi promenyami za domovlenistyu ci reakcijni produkti ne nazivayutsya nukleogennimi nuklidami a skorishe kosmogennimi nuklidami Kosmichni promeni utvoryuyut nuklidi na Zemli takimi zh kosmogennimi metodami kotri obgovoryuvalis vishe DzherelaE M Burbidge G R Burbidge W A Fowler and F Hoyle 1957 Rev Mod Phy 29 4 547 doi 10 1103 RevModPhys 29 547 Arhiv originalu za 24 lipnya 2008 Procitovano 1 grudnya 2010 angl Nukleosintez Astronomichnij enciklopedichnij slovnik za zag red I A Klimishina ta A O Korsun Lviv Golov astronom observatoriya NAN Ukrayini Lviv nac un t im Ivana Franka 2003 S 324 325 ISBN 966 613 263 X