#Ядерный синтезЯдерный синтезИсследуйте Области знанийУ нас представлены тысячи статейТегЯдерный синтезЯдерный синтезНайденo 14 статейПриродные процессы, явления внутри небесных тел или в космическом пространствеПриродные процессы, явления внутри небесных тел или в космическом пространстве Углеродно-азотный циклУглеро́дно-азо́тный цикл, последовательность термоядерных реакций в звёздах, приводящая к превращению водорода в гелий с участием стабильных изотопов углерода , азота , кислорода и фтора в качестве катализаторов. Совокупность реакций углеродно-азотного цикла состоит из 4 переплетающихся элементарных циклов, итогом каждого из которых является образование из 4 протонов ядра атома 4He (α-частицы) с испусканием 2 нейтрино. При этом выделяется энергия 26,73 МэВ, из которой в среднем 1,7 МэВ уносят нейтрино. Углеродно-азотный цикл – основной источник энергии звёзд с массой больше 1,2 массы Солнца на начальных стадиях их существования. Температура ядер таких звёзд превышает 18 млн К, что обеспечивает преобладание углеродно-азотного цикла над водородным циклом.Природные процессы, явления внутри небесных тел или в космическом пространстве Водородный циклВодоро́дный цикл, последовательность термоядерных реакций в звёздах, приводящая к превращению водорода в гелий без участия катализаторов. Начинается столкновением двух протонов 1H с образованием ядра дейтерия 2H. Далее дейтерий реагирует с ещё одним протоном, образуя изотоп гелия 3He. Затем два ядра 3He при столкновении образуют 4He с отщеплением двух протонов (либо участвуют в более длинной цепочке реакций с участием ядра 7Be). Итог каждой ветви водородного цикла – образование ядра 4He из четырёх протонов с испусканием двух нейтрино, а также фотонов. При этом выделяется энергия 26,73 МэВ, из которой в среднем около 0,6 МэВ уносят нейтрино. Водородный цикл – основной источник энергии звёзд с массой меньше 1,2 массы Солнца на начальных стадиях их существования.Природные процессы, явления внутри небесных тел или в космическом пространстве Ядерные реакции в звёздахЯ́дерные реа́кции в звёздах, происходят в недрах звёзд и являются основным источником их энергии. Посредством ядерных реакций в недрах звёзд постепенно высвобождаются огромные запасы ядерной энергии, что обеспечивает длительное существование звёзд в виде стационарных гидростатически равновесных тел. Ядерные реакции играют определяющую роль и на нестационарных стадиях эволюции звёзд, в том числе при вспышках новых и сверхновых звёзд. На всех этих стадиях звёздной эволюции посредством ядерных реакций синтезируется большинство встречающихся в природе тяжёлых химических элементов. Наибольший интерес для астрофизики представляют термоядерные реакции синтеза. Важнейшие из них – реакции водородного цикла и углеродно-азотного цикла, обеспечивающие длительное «горение» водорода в недрах звёзд главной последовательности. Особое место занимают ядерные реакции, вызываемые слабым взаимодействием электронов и позитронов с атомными ядрами; в них участвуют также нейтрино. При взаимодействии высокоэнергичных частиц (ускоренных атомных ядер) с межзвёздной средой и веществом разреженных звёздных атмосфер и околозвёздных оболочек возможны реакции скалывания, сопровождающиеся отщеплением от ядер лёгких фрагментов (протонов, нейтронов, α-частиц и др.).Физические процессы, явления Термоядерные реакцииТермоя́дерные реа́кции, реакции между ядрами лёгких атомов, протекающие при температуре настолько высокой, что многие ядра могут преодолеть электростатическое отталкивание (кулоновский барьер) и сблизиться на расстояние действия ядерных сил. Для лёгких ядер энергетически выгодно слияние с образованием более тяжёлых ядер (ядерный синтез). В природе термоядерные реакции являются главным источником энергии звёзд и основой дозвёздных и звёздных процессов нуклеосинтеза. Термоядерные реакции служат физической основой управляемого термоядерного синтеза (УТС), рассматриваемого как перспективное направление энергетики будущего. Основными термоядерными реакциями в звёздах массой меньше или порядка массы Солнца считаются реакции протон-протонного цикла. В звёздах большей массы при температуре более 18 млн К доминируют термоядерные реакции углеродно-азотного цикла. Физическую основу УТС составляют термоядерные реакции, имеющие наибольшее сечение, в первую очередь дейтерий-тритиевая реакция. Предполагается, что УТС на базе этой термоядерной реакции может быть осуществлён в установках токамак. В земных условиях термоядерные реакции с положительным энерговыходом осуществлены пока лишь в термоядерном оружии.Физики Гамов Георгий АнтоновичГа́мов Гео́ргий Анто́нович (1904–1968), американский и российский физик, член-корреспондент АН СССР (1932–1938), член Национальной академии наук США (1953). Основные научные труды по квантовой механике, атомной и ядерной физике, астрофизике, космологии, биологии. Автор ряда научно-популярных книг. Внёс вклад в теорию Большого взрыва, предсказал реликтовое излучение. В сотрудничестве с И. Е. Таммом и Н. Е. Кочиным дал первое квантовомеханическое объяснение альфа-распада ядра. Сделал первый расчёт триплетности генетического кода.Физические процессы, явления Деление атомного ядраДеле́ние а́томного ядра́, процесс, при котором из одного атомного ядра возникают несколько (чаще всего два) более лёгких ядер (осколков деления), близких по массе. Характер процесса деления атомного ядра может существенно зависеть от внутренней структуры ядра и состояния отдельных нуклонов. На нуклоны действуют уравновешивающие друг друга ядерные силы притяжения и электростатические силы отталкивания (между протонами), стремящиеся разорвать ядро. Масса делящегося ядра больше суммы масс образующихся осколков. Разница в массах соответствует энергии, выделяемой при делении атомного ядра. Осколки деления образуются в сильно деформированном состоянии, энергия деформации переходит в тепловое возбуждение осколков. В дальнейшем энергия возбуждения осколков уменьшается в результате испускания ими нейтронов (нейтроны деления).Физики Штерн ОттоШтерн О́тто (1888–1969), немецкий и американский физик, специалист в области ядерной физики, квантовой физики, термодинамики, лауреат Нобелевской премии.Структурные элементы материи НейтронНейтро́н, элементарная частица с нулевым электрическим зарядом и массой, незначительно большей массы протона. Нейтрон является фермионом и входит в группу барионов; относится к нуклонам и входит в состав атомных ядер; электрически нейтрален, легко проникает в атомные ядра при любой энергии и с большой вероятностью вызывает ядерные реакции. Масса нейтрона его спин равен 1/2, а магнитный момент – . В свободном состоянии нейтрон нестабилен – распадается на протон, электрон и антинейтрино; его время жизни составляет с. В связанном состоянии в составе стабильных ядер нейтрон стабилен. Согласно современной кварковой модели, нейтрон состоит из трёх кварков. Способность нейтронов вызывать деление тяжёлых ядер в цепной ядерной реакции послужила основой для создания ядерного оружия и ядерной энергетики.Учёные Рыкованов Георгий НиколаевичРыкова́нов Гео́ргий Никола́евич (род. 1954), российский физик-теоретик, академик РАН (2011). Научные труды в области теоретической и экспериментальной ядерной физики, связанные с разработкой ядерного оружия, безопасности ядерной энергетики, гидродинамических явлений, теории турбулентности, теории детонации, физики термоядерного синтеза, экстремальных состояний веществ. Участвовал в разработке образцов ядерных зарядов и боеприпасов, находящихся на вооружении Российской армии.Природные процессы, явления внутри небесных тел или в космическом пространстве НуклеосинтезНуклеоси́нтез, совокупность процессов, приводящая к формированию всего наблюдаемого многообразия химических элементов (нуклидов). Нуклеосинтез, проходивший, вероятно, на ранних стадиях расширения Вселенной (первичный нуклеосинтез) с участием термоядерных реакций и бета-взаимодействий (процессов взаимных превращений протонов и нейтронов), ответственен за образование наиболее распространённых элементов (водорода 1H и гелия 4He), а также значительно более редких изотопов 2H, 3He и некоторой доли 7Li. Считается, что более тяжёлые элементы, со значением массового числа образуются в ходе термоядерных реакций в звёздах, в том числе при взрывах сверхновых звёзд. 12
