A deutérium nukleáris égése

A deutérium nukleáris égése  egy termonukleáris fúziós reakció , amely csillagokban és néhány csillag alatti objektumban megy végbe . Ezekben a reakciókban a deutériummagok vesznek részt : a leggyakoribb protonnal való fúzió , amelyben hélium-3 atommag képződik .

Ezek a reakciók egy proton-proton körfolyamat részeként lejátszódhatnak, amelyben először két protonból deutériummag keletkezik , vagy önállóan, a már meglévő deutériumkészletek felhasználásával.

In protostars

A deutériumot tartalmazó termonukleáris reakciók a legkevésbé hőigényesek (csak a deutérium és a trícium reakciója alacsonyabb, de a túl rövid felezési idő miatt a trícium nem fordul elő a természetben), és már 10 6 °C hőmérsékleten is lezajlik. K [1] . Ennek eredményeként a protocsillagokban a termonukleáris fúzió első reakciója a deutérium "elégése" [2] .

Ugyanakkor ezeknek a reakcióknak a sebessége erősen függ a hőmérséklettől, arányos T 11,8 -al . Ha más paraméterekben változás történik, amelyektől a reakciók sebessége függ, akkor az egyensúly fenntartásához nagyon kis hőmérséklet-változásra van szükség. Így a csillagban a hőmérsékletet megközelítőleg azonos szinten tartják, és a hidrogén égése, amelyhez 10 7 K nagyságrendű hőmérséklet szükséges, csak azután kezdődik meg, hogy a deutérium már nem jut be a csillag magjába.

A deutérium a csillagkörüli térből akkumulálódik egy protocsillagba, és bejut a magba, mivel a protocsillagok egy bizonyos időpontig konvektívek. Csak amikor a konvekció leáll, a deutérium égése véget ér, a csillag magja összezsugorodik és felmelegszik, amíg a hidrogén meg nem gyullad [3] . A deutérium égési szakasza mindössze néhány millió évig tart [4] .

Csillag alatti objektumokban

Ha a tárgy tömege kisebb, mint 80 M J , de nagyobb, mint 13 M J , akkor a hidrogén égése nem indul meg benne, de a deutérium égése folytatódik. Az ilyen objektumokat barna törpének nevezik , és tömegüktől függően akár százmillió évig is ragyoghatnak, amíg el nem fogy a deutériumkészletük [5] [6] [7] .

Bolygókban

Szilárd maggal rendelkező, azaz bolygószerű objektumokban a deutérium égése is lehetséges. Tömegüknek, akárcsak a barna törpéknek, szintén meg kell haladniuk a 13 M J értéket , és ebben az esetben a szilárd mag közelében deutériumégés következik be [8] [9] .

Egyéb reakciók

Bár a deutériumnak a protonnal való egyesülése és a hélium-3 képződése játssza a főszerepet a deutérium elégetésében, számos különböző reakció lehetséges [10] :

Jegyzetek

  1. ↑ Palla, Francesco. A csillagkeletkezés fizikája a galaxisokban . - Springer-Verlag , 2002. - ISBN 978-3-540-43102-2 .
  2. ↑ Adams, Fred C. Az Univerzum eredete és fejlődése . Egyesült Királyság: Jones & Bartlett, 1996. - P. 47. - ISBN 978-0-7637-0030-0 .
  3. ↑ Bally, John; Repurth, Bo. Csillagok és bolygók születése . - Cambridge University Press , 2006. - P. 61. - ISBN 978-0-521-80105-8 .
  4. ↑ Adams, Fred. A létezés eredete: hogyan keletkezett az élet az univerzumban  (angol) . - The Free Press, 2002. - P. 102. - ISBN 978-0-7432-1262-5 .
  5. ↑ LeBlanc, Francis. Bevezetés a csillagászati ​​asztrofizikába . - Egyesült Királyság: John Wiley & Sons , 2010. - P. 218. - ISBN 978-0-470-69956-0 .
  6. ↑ Lewis, John S. A Naprendszer fizikája és  kémiája . - Egyesült Királyság: Elsevier Academic Press , 2004. - P. 600. - ISBN 978-0-12-446744-6 .
  7. ↑ Chabrier, G. Deuterium Burning in Substellar Objects  //  The Astrophysical Journal  : Journal. - IOP Publishing , 2000. - Vol. 542 , sz. 2 . — P.L119 . - doi : 10.1086/312941 . - Iránykód . - arXiv : astro-ph/0009174 .
  8. ↑ Mollière, P. Deuterium burning in objects forming via the core accretion scenario  // Astronomy and Astrophysics  : Journal  . - 2012. - november 7. ( 547. köt. ). — P. A105 . - doi : 10.1051/0004-6361/201219844 . - . - arXiv : 1210.0538 .
  9. ↑ Bodenheimer, Péter. Deutériumégés hatalmas óriásbolygókban és kis tömegű barna törpékben, amelyeket magmagos akkréció alkotott  //  The Astrophysical Journal  : folyóirat. - IOP Publishing , 2013. - június 20. ( 770. kötet , 2. szám ). — 120. o . - doi : 10.1088/0004-637X/770/2/120 . - . - arXiv : 1305.0980 .
  10. ↑ Rolfs, Claus E.; Rodney, William S. Üstök a kozmoszban : nukleáris asztrofizika  . - University of Chicago Press , 1988. - P. 338. - ISBN 978-0-226-72456-0 .