Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Нуклеосинтез
Wpdms Physics протон протонная цепь 1.svg
похожие темы

Расщепление космических лучей , также известное как x-процесс , представляет собой набор естественных ядерных реакций, вызывающих нуклеосинтез ; это относится к образованию химических элементов в результате воздействия космических лучей на объект. Космические лучи - это заряженные частицы высокой энергии, пришедшие из-за пределов Земли , от протонов , альфа-частиц и ядер многих более тяжелых элементов. Около 1% космических лучей также состоят из свободных электронов.

Космические лучи вызывают расщепление, когда частица луча (например, протон) сталкивается с веществом , включая другие космические лучи. Результатом столкновения является изгнание большого количества нуклонов (протонов и нейтронов) из пораженного объекта. Этот процесс происходит не только в глубоком космосе, но и в верхних слоях атмосферы Земли и на поверхности земной коры (обычно в верхних десяти метрах) из-за продолжающегося воздействия космических лучей.

Процесс [ править ]

Версия таблицы Менделеева, указывающая происхождение элементов, включая расщепление космическими лучами. Все элементы выше 103 ( лоуренсий ) также созданы человеком и не включены.

Считается, что расщепление космических лучей является причиной содержания во Вселенной некоторых легких элементов - лития , бериллия и бора, а также изотопа гелия-3 . Этот процесс (космогенный нуклеосинтез ) был обнаружен несколько случайно в 1970-х годах: модели нуклеосинтеза Большого взрыва предполагали, что количество дейтериябыл слишком велик, чтобы соответствовать скорости расширения Вселенной, и поэтому был большой интерес к процессам, которые могли генерировать дейтерий после нуклеосинтеза Большого взрыва. Расщепление космических лучей было исследовано как возможный процесс образования дейтерия. Как выяснилось, откол не может произвести много дейтерия, но новые исследования расщепления показали, что этот процесс может генерировать литий, бериллий и бор; действительно, изотопы этих элементов чрезмерно представлены в ядрах космических лучей по сравнению с солнечной атмосферой (в то время как водород и гелий присутствуют в космических лучах примерно в изначальных соотношениях).

Рентгеновский процесс в космических лучах является основным средством нуклеосинтеза пяти стабильных изотопов лития, бериллия и бора. [1] Поскольку протон-протонная цепная реакция не может продолжаться за пределами 4 He из-за несвязанной природы 5 He и 5 Li, [2] и тройной альфа-процесс пропускается по всем видам между 4 He и 12 C, эти элементы не являются образуются в основных реакциях звездного нуклеосинтеза . Кроме того, ядра этих элементов (например, 7 Li) относительно слабо связаны., что приводит к их быстрому разрушению в звездах и отсутствию значительного накопления. Таким образом, было высказано предположение, что для объяснения их существования во Вселенной необходим другой процесс нуклеосинтеза, происходящий вне звезд. В настоящее время известно, что этот процесс происходит в космических лучах, где более низкая температура и плотность частиц благоприятствуют реакциям, приводящим к синтезу лития, бериллия и бора. [1]

В дополнении к выше легким элементам, тритий и изотопов из алюминия , углерода ( углерод-14 ), фосфор ( фосфор-32 ), хлор , йод и неон формируются в пределах системы материалов солнечных через расщепление космических лучей, и называются космогенными нуклиды . Поскольку они остаются в ловушке атмосферы или породы, в которой они образовались, некоторые из них могут быть очень полезны при датировании материалов методом космогенного радионуклида , особенно в геологической области. При образовании космогенного нуклида космический лучвзаимодействует с ядром из Ситу в Солнечной системе атома , в результате чего космических лучей отслаивания. Эти изотопы производятся в земных материалах, таких как камни или почва , в атмосфере Земли и во внеземных объектах, таких как метеориты . Измеряя космогенные изотопы, ученые могут получить представление о целом ряде геологических и астрономических процессов. Есть как радиоактивные, так и стабильные космогенные изотопы. Некоторые из хорошо известных природных радиоизотопов - это тритий., углерод-14 и фосфор-32 .

Время их образования определяет, будут ли нуклиды, образованные расщеплением космических лучей, называться первичными или космогенными ( нуклиды не могут принадлежать к обоим классам). Считается, что стабильные нуклиды лития, бериллия и бора, обнаруженные на Земле, образовались в результате того же процесса, что и космогенные нуклиды, но в более ранний период расщепления космических лучей, преимущественно до образования Солнечной системы, и поэтому они по определению являются первичными. нуклиды, а не космогенные. Напротив, радиоактивный нуклид бериллий-7попадает в тот же диапазон легких элементов, но имеет слишком короткий период полураспада, чтобы он образовался до образования Солнечной системы, поэтому он не может быть первичным нуклидом. Поскольку путь расщепления космических лучей является наиболее вероятным источником бериллия-7 в окружающей среде, он является космогенным.

См. Также [ править ]

  • Космические лучи
  • Ядерное деление
  • Нуклеосинтез
  • Астрофизика
  • Откол или скалывание
  • Скалывание
  • Источник нейтронов расщепления
  • Источник нейтронов ISIS
  • Источник нейтронов расщепления PSI (SINQ)

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b Гринвуд и Эрншоу 1998 , стр. 13–15.
  2. ^ Coc, A .; Olive, KA; Uzan, J.-P .; Вангиони, Э. (2012). «Вариация фундаментальных констант и роль ядер A = 5 и A = 8 в первичном нуклеосинтезе». Physical Review D . 86 (4): 043529. arXiv : 1206.1139 . DOI : 10.1103 / PhysRevD.86.043529 . S2CID  119230483 .
  • Гринвуд, штат Нью-Йорк ; Эрншоу, А. (1998). Химия элементов (2-е изд.). Баттерворт-Хайнеманн. ISBN 978-0-7506-3365-9.

Дальнейшее чтение [ править ]

  • Meneguzzi, M .; Audouze, J .; Ривз, Х. (1971). «Производство элементов Li, Be, B галактическими космическими лучами в космосе и его связь с наблюдениями за звездами». Астрономия и астрофизика . 15 : 337. Bibcode : 1971A&A .... 15..337M .

Внешние ссылки [ править ]

  • Изотопный спектрометр Ray [ постоянная мертвая ссылка ]
  • Документ Университета Лидса [ постоянная мертвая ссылка ] , протоколы 26-го заседания МККК (ссылка вниз, январь 2011 г.)
  • Распространение тяжелых космических лучей с использованием новых выражений сечения отщепления [ постоянная мертвая ссылка ] , протоколы 26-го заседания МККК (ссылка вниз, январь 2011 г.)
  • Доказательства образования гелия и неона космическими лучами в вулканах