Було запропоновано цю статтю або розділ до Реакції сколювання, але, можливо, це варто додатково . Пропозиція із січня 2024. |
Х-процес, або сколювання космічними променями, — один із видів нуклеосинтезу, в якому утворення хімічних елементів відбувається під впливом космічних променів — високоенергетичних космічних протонів, альфа-частинок, важчих ядер, електронів тощо.
Космічні промені викликають реакції сколювання, коли частинка променя (наприклад, протон) стикається з речовиною (в тому числі іншим космічним променем). Результатом зіткнення є викид частинок (протонів, нейтронів, альфа-частинок) з ядра. Цей процес відбувається не тільки в глибокому космосі, але й у верхніх шарах атмосфери Землі та на поверхні земної кори (зазвичай у верхніх десяти метрах).
Фізика процесу
Вважається, що сколювання космічними променями відповідальне за значну кількість у Всесвіті деяких легких елементів — літію, берилію та бору — а також ізотопу гелію-3. Цей процес (космогенний нуклеосинтез) був відкритий дещо випадково в 1970-х роках: тодішні моделі первинного нуклеосинтезу передбачали недостатню кількість дейтерію, і науковці шукали процеси, які могли б породжувати дейтерій після завершення первинного нуклеосинтезу. Сколювання космічними променями було досліджено як можливий процес генерації дейтерію, але виявилося, що утворювати значну кількість дейтерію воно нездатне. Однак нові дослідження показали, що цей процес може генерувати літій, берилій і бор, — елементи, поширеність яких у космічних променях дійсно значно вища, ніж у сонячній атмосфері (тоді як водень і гелій поширені в космічних променях приблизно в первинній кількості).
Прикладом сколювання космічними променями є влучання нейтрона в ядро азоту-14 в земній атмосфері, яке призводить до утворення протона, альфа-частинки та ядра берилію-10, яке потім розпадається на бор-10. Або протон може зіткнутися з киснем-16, утворивши два протони, нейтрон, альфа-частинку та ядро берилію-10. Утворені у верхніх шарах атмосфери берилій і бор опускаються на землю з дощем.
Х-процес є основним способом нуклеосинтезу для п'яти стабільних ізотопів літію, берилію та бору. Оскільки протон-протонний ланцюжок не може тривати далі 4He через ядер 5He та 5Li, а потрійний альфа-процес пропускає всі ядра між 4He та 12C, ці елементи не утворюються в основних реакціях зоряного нуклеосинтезу. Крім того, ядра цих елементів (таких як 7Li) є відносно слабко зв'язаними, що призводить до їх швидкого руйнування в зорях, хоча деяка кількість 7Li здатна утворюватись у вибухах нових зір.
На додаток до вищезазначених легких елементів, під дією космічних променів утворюються й інші ядра, так звані космогенні нукліди: тритій, ізотопи алюмінію, вуглецю (вуглець-14), фосфору ([en]), хлору, йоду та неону. Серед них є як радіоактивні, так і стабільні. Накопичуючись у гірських породах, вони можуть бути дуже корисними для датування часу, протягом якого матеріал знаходився під впливом космічних променів. На цьому, зокрема, засноване визначення віків експозиції космічним променям для метеоритів (cosmic ray exposure ages).
За часом утворення нукліди, утворені в X-процесі, поділяються на первинні та космогенні. До первинних належать наявні в гірських породах Землі стабільні нукліди літію, берилію та бору, які були утворені тим самим процесом, що й космогенні нукліди, але в більш ранній час — ще до утворення Сонячної системи. Натомість радіоактивний нуклід берилій-7 має надто короткий період напіврозпаду, щоб дожити від часів формування Сонячної системи до сьогодення, тому він не може бути первинним нуклідом. Він мав утворитись у реакціях сколювання відносно нещодавно, і має таким чином космогенне походження. Іншим дуже відомим прикладом космогенного нукліда, який утворюється в ході X-процесу, є вуглець-14, широковживаний для датування археологічних знахідок.
Примітки
- Sapphire Lally (24 липня 2021). How is gold made? The mysterious cosmic origins of heavy elements. New Scientist.
- Greenwood та Earnshaw, 1998, с. 13—15.
- Coc, A.; Olive, K. A.; Uzan, J.-P.; Vangioni, E. (2012). Variation of fundamental constants and the role of A = 5 and A = 8 nuclei on primordial nucleosynthesis. Physical Review D. 86 (4): 043529. arXiv:1206.1139. Bibcode:2012PhRvD..86d3529C. doi:10.1103/PhysRevD.86.043529.
- Starrfield, Sumner (27 травня 2020). Carbon–Oxygen Classical Novae Are Galactic 7Li Producers as well as Potential Supernova Ia Progenitors. The Astrophysical Journal. 895 (1): 70. arXiv:1910.00575. doi:10.3847/1538-4357/ab8d23. Процитовано 15 березня 2021.
{{}}
: Обслуговування CS1: Сторінки із непозначеним DOI з безкоштовним доступом ()
Література
- Greenwood, N. N.; Earnshaw, A. (1998). Chemistry of the Elements (вид. 2nd). Butterworth-Heinemann. ISBN .
- Meneguzzi, M.; Audouze, J.; Reeves, H. (1971). The production of the elements Li, Be, B by galactic cosmic rays in space and its relation with stellar observations. Astronomy and Astrophysics. 15: 337. Bibcode:1971A&A....15..337M.
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
Bulo zaproponovano priyednati cyu stattyu abo rozdil do Reakciyi skolyuvannya ale mozhlivo ce varto dodatkovo Propoziciya iz sichnya 2024 H proces abo skolyuvannya kosmichnimi promenyami odin iz vidiv nukleosintezu v yakomu utvorennya himichnih elementiv vidbuvayetsya pid vplivom kosmichnih promeniv visokoenergetichnih kosmichnih protoniv alfa chastinok vazhchih yader elektroniv tosho Periodichna sistema elementiv v yakij kolorom pokazano pohodzhennya kozhnogo elementa X proces pokazanij chervonim Kosmichni promeni viklikayut reakciyi skolyuvannya koli chastinka promenya napriklad proton stikayetsya z rechovinoyu v tomu chisli inshim kosmichnim promenem Rezultatom zitknennya ye vikid chastinok protoniv nejtroniv alfa chastinok z yadra Cej proces vidbuvayetsya ne tilki v glibokomu kosmosi ale j u verhnih sharah atmosferi Zemli ta na poverhni zemnoyi kori zazvichaj u verhnih desyati metrah Fizika procesuVvazhayetsya sho skolyuvannya kosmichnimi promenyami vidpovidalne za znachnu kilkist u Vsesviti deyakih legkih elementiv litiyu beriliyu ta boru a takozh izotopu geliyu 3 Cej proces kosmogennij nukleosintez buv vidkritij desho vipadkovo v 1970 h rokah todishni modeli pervinnogo nukleosintezu peredbachali nedostatnyu kilkist dejteriyu i naukovci shukali procesi yaki mogli b porodzhuvati dejterij pislya zavershennya pervinnogo nukleosintezu Skolyuvannya kosmichnimi promenyami bulo doslidzheno yak mozhlivij proces generaciyi dejteriyu ale viyavilosya sho utvoryuvati znachnu kilkist dejteriyu vono nezdatne Odnak novi doslidzhennya pokazali sho cej proces mozhe generuvati litij berilij i bor elementi poshirenist yakih u kosmichnih promenyah dijsno znachno visha nizh u sonyachnij atmosferi todi yak voden i gelij poshireni v kosmichnih promenyah priblizno v pervinnij kilkosti Prikladom skolyuvannya kosmichnimi promenyami ye vluchannya nejtrona v yadro azotu 14 v zemnij atmosferi yake prizvodit do utvorennya protona alfa chastinki ta yadra beriliyu 10 yake potim rozpadayetsya na bor 10 Abo proton mozhe zitknutisya z kisnem 16 utvorivshi dva protoni nejtron alfa chastinku ta yadro beriliyu 10 Utvoreni u verhnih sharah atmosferi berilij i bor opuskayutsya na zemlyu z doshem H proces ye osnovnim sposobom nukleosintezu dlya p yati stabilnih izotopiv litiyu beriliyu ta boru Oskilki proton protonnij lancyuzhok ne mozhe trivati dali 4He cherez inshi movi yader 5He ta 5Li a potrijnij alfa proces propuskaye vsi yadra mizh 4He ta 12C ci elementi ne utvoryuyutsya v osnovnih reakciyah zoryanogo nukleosintezu Krim togo yadra cih elementiv takih yak 7Li ye vidnosno slabko zv yazanimi sho prizvodit do yih shvidkogo rujnuvannya v zoryah hocha deyaka kilkist 7Li zdatna utvoryuvatis u vibuhah novih zir Na dodatok do vishezaznachenih legkih elementiv pid diyeyu kosmichnih promeniv utvoryuyutsya j inshi yadra tak zvani kosmogenni nuklidi tritij izotopi alyuminiyu vuglecyu vuglec 14 fosforu en hloru jodu ta neonu Sered nih ye yak radioaktivni tak i stabilni Nakopichuyuchis u girskih porodah voni mozhut buti duzhe korisnimi dlya datuvannya chasu protyagom yakogo material znahodivsya pid vplivom kosmichnih promeniv Na comu zokrema zasnovane viznachennya vikiv ekspoziciyi kosmichnim promenyam dlya meteoritiv cosmic ray exposure ages Za chasom utvorennya nuklidi utvoreni v X procesi podilyayutsya na pervinni ta kosmogenni Do pervinnih nalezhat nayavni v girskih porodah Zemli stabilni nuklidi litiyu beriliyu ta boru yaki buli utvoreni tim samim procesom sho j kosmogenni nuklidi ale v bilsh rannij chas she do utvorennya Sonyachnoyi sistemi Natomist radioaktivnij nuklid berilij 7 maye nadto korotkij period napivrozpadu shob dozhiti vid chasiv formuvannya Sonyachnoyi sistemi do sogodennya tomu vin ne mozhe buti pervinnim nuklidom Vin mav utvoritis u reakciyah skolyuvannya vidnosno neshodavno i maye takim chinom kosmogenne pohodzhennya Inshim duzhe vidomim prikladom kosmogennogo nuklida yakij utvoryuyetsya v hodi X procesu ye vuglec 14 shirokovzhivanij dlya datuvannya arheologichnih znahidok PrimitkiSapphire Lally 24 lipnya 2021 How is gold made The mysterious cosmic origins of heavy elements New Scientist Greenwood ta Earnshaw 1998 s 13 15 Coc A Olive K A Uzan J P Vangioni E 2012 Variation of fundamental constants and the role of A 5 and A 8 nuclei on primordial nucleosynthesis Physical Review D 86 4 043529 arXiv 1206 1139 Bibcode 2012PhRvD 86d3529C doi 10 1103 PhysRevD 86 043529 Starrfield Sumner 27 travnya 2020 Carbon Oxygen Classical Novae Are Galactic 7Li Producers as well as Potential Supernova Ia Progenitors The Astrophysical Journal 895 1 70 arXiv 1910 00575 doi 10 3847 1538 4357 ab8d23 Procitovano 15 bereznya 2021 a href wiki D0 A8 D0 B0 D0 B1 D0 BB D0 BE D0 BD Cite journal title Shablon Cite journal cite journal a Obslugovuvannya CS1 Storinki iz nepoznachenim DOI z bezkoshtovnim dostupom posilannya LiteraturaGreenwood N N Earnshaw A 1998 Chemistry of the Elements vid 2nd Butterworth Heinemann ISBN 978 0 7506 3365 9 Meneguzzi M Audouze J Reeves H 1971 The production of the elements Li Be B by galactic cosmic rays in space and its relation with stellar observations Astronomy and Astrophysics 15 337 Bibcode 1971A amp A 15 337M