Page 8 - No24

A KÉMIAI ELEMEK KELETKEZÉSE
BEKÖSZÖNŐ

legalábbis így vélte Sir Harold Kroto, az jelenleg is a Napban, és ez a
1996 évi kémiai Nobel-díjas. termonukleáris reakció hevíti a Napot), a
A szén a kémiai elemek nukleáris mag gravitációsan összehúzódik, mert a
szintézisének az egyik döntően fontos gravitációt már nem kompenzálja a fúziós
állomása, míg a másik ilyen állomás a vas. reakció sugárzási nyomása, és felhevül 10
Különösen érdekes és fontos Hoyle–nak a millió K-re. Ebben az állapotban három
8
szén magszerkezetével kapcsolatos alfa részecske a Be képződési
hipotézise. energiagátján átjut és nagy mennyiségű
A csillagok magjában két He mag (alfa 12 C szenet termel.
4
részecske) fúziójából egy Be mag A 7.67 MeV energiájú állapotot Hoyle
8
keletkezik, ez azonban nagyon rövid eleinte csak feltételezte, mert enélkül a
élettartamú (felezési idő: 8.19 x 10 sec), termonukleáris folyamat nem juthatna el
-17
de ha ezidőn belül egy harmadik alfa a szén (és további nehéz elemek)
részecskével fuzionál, akkor a C mag egy szintéziséhez. Később Fowler segítségével
12
gerjesztett rezonancia állapota jön létre sikerült ennek az állapotnak a kísérleti
(ezt az állapotot nevezik Hoyle- igazolása.
12
6.ábra: Sir Fred Hoyle (1915-2001) állapotnak). A rezonancia annyit jelent A következő lépésben a C fuzionál egy
hogy a Be + He magok energiája 4 He maggal, és O mag keletkezik. Az
16
8
4
Érdekes, hogy Hoyle a Nobel-díjas majdnem pontosan egyenlő a C mag egy oxigén magnak van egy állapota, aminek
12
munkában úttörő volt (többek szerint a gerjesztett állapotának energiájával. Ez a az energiája nem esik eléggé közel a
B2FH cikk alapvetően az ő munkája mag igen gyorsan vissza alakul három He fuzionáló szén és hélium magok
4
volt), mégsem kapott Nobel-díjat. Talán részecskévé, kivéve kb. 2400 alkalomból energiájához. Ha ez a rezonancia állapot
aggresszív emberi magatartása, sértő egyetlen alkalmat, amikor is stabil C létezne, a C magok teljes egészükben
12
12
viselkedése tudóstársaival (és a Nobel maggá alakul át. Hogy ez a folyamat átalakulnának O magokká, és nem jönne
16
bizottsággal) szemben, továbbá az lejátszódhasson a szénmag rezonancia létre nagy mennyiségű szén a
állandó állapotú (steady state) állapotának energiája 7.596 MeV and világegyetemben. Ezek a kritikus
Univerzum elméletéhez való 7.716 MeV közé kell essen. rezonancia állapotok teszik lehetővé, hogy
ragaszkodása – amikor az Univerzum Amikor a csillag hidrogén tartalma elegendő mennyiségű szén keletkezzen,
fejlődését már régen elfogadták – jelentősen lecsökken, mert fuzionál amiből a további termonukleáris
járulhattak hozzá mellőzéséhez, héliummá (ez a fúziós folyamat zajlik folyamatok lépései létrehozzák a nehéz
elemeket. A fúziós folyamatok a
hőmérséklet további növekedésével a
csillagokban csak az Ni izotópig jutnak
56
el, ami vassá bomlik el. Ez a csillagokban
termelődő kémiai elemek utolsó állomása.
A vastól induló további termonukleáris
folyamatok energiaigénye nagyobb a
fúziókból származó energiáknál. A vason
túli nehéz elemeket főként neutronok
befogása hozza létre. A neutron
befogásnak van lassú változata
(s-folyamat) és gyors változata
(r-folyamat). A lassú folyamat kb. a vason
túli elemek felét hozza létre, a többieket a
gyors folyamat kelti. Az r-folyamat
szupernóvákban és összeolvadó
neutroncsillagokban zajlik. A vason túli
elemek szintéziséhez a rendkívül magas
hőmérséklet és neutronáram szükséges,
ezek pedig a csillagok magjában nem
7. ábra: Az 1983. év fizikai Nobel-díjasai: Subramanyan Chandrasekhar és jönnek létre, de a szupernóvák és
William Alfred Fowler (képek forrása: Nobel Alapítvány Archívuma) összeolvadó neutron csillagok explozív

8 24. SZÁM, 2022. ÉVFOLYAM 1. SZÁM KÉMIAI PANORÁMA