Добро пожаловать на сайт современной аналитической астрофизикиСтатьи | Форум | Автор

Физика Солнца и звезд

3. Энергетический анализ звезды (Солнца), как ядерного реактора

            - Метод проведения энергетического анализа

 В данном случае применены спонтанный (случайный) метод и метод технологии процесса. То есть случайно (спонтанно) применен метод технологии процесса.

В данном методе главным критерием является последовательность событий происходящих в процессе или процесс последовательных событий. Допустим, мы исследуем процесс в пространстве, в среде или внутри объекта прямое исследование, которого не возможно, так как процесс скрыт от нас. В данном процессе элемент превращается в элемент D

Перед нами стоит задача, используя современные знания, спрогнозировать возможные технологические цепочки превращений элемента A в элемент D и по этим цепочкам определить события и процессы, происходящие внутри исследуемых явлений, процессов или объектов, а возможно, и строение этих объектов. Существование промежуточных элементов B и C упрощает прогнозирование технологической цепочки превращения элемента A в элемент D.

В звезде происходит процесс превращения водорода в более тяжелые элементы периодической таблицы. Спрогнозировав возможные варианты данного процесса превращения можно определить события и процессы, происходящие внутри звезды. Зная события и процессы, происходящие внутри звезды, учитывая необходимые условия и конструктивные особенности для создания этих условий, событий и процессов, можно спрогнозировать строение звезды как реактора для синтеза ядер.

Теоретически составлены возможные цепочки синтеза ядер от водорода до ядер атомов с Z=111 и A=272 находящихся в конце периодической таблицы элементов. Составлены цепочки выделения энергий, анализ которых привел к выводу о необходимости корректировки современной физики звезд и Солнца и теорий об их строении. Устройство звезды мы рассматриваем как устройство ядерного реактора, в котором технически и технологически должны существовать условия для синтеза ядер атомов.                                                                                                            

        — Физические основы энергетического анализа

   Звезда — это огромный ядерный реактор, в котором происходят ядерные реакции.  Возможно ли существование такого огромного источника энергии и хранилища топлива одновременно без закона по которому это чудо управляется?

Одинаково ли выделение энергии в синтезе ядер атомов по всей периодической таблице с массовыми числами от 2 и более 200 (A>200)?

Почему при выделении огромной энергии звезду не разрывает?

На эти и некоторые другие вопросы ответит анализ выделения энергии во время синтеза ядер по цепочке от протона и нейтрона до самого тяжелого ядра с Z=111 и A=272.

 В этой главе мы рассмотрим законы выделения энергии, действующие в момент синтеза ядер атомов в звезде.

   Дефект массы ядра — это разница между фактической массой ядра и массой всех нуклидов (протонов и нейтронов) этого ядра в свободном состоянии. 

Этот закон можно выразить формулой:

                          ΔМi =Zi . Mp + (Ai — Zi) . MnMi                                                          (3.1)

     где ΔМi— дефект массы i-того ядра,

            Zi  — заряд i-того ядра (количество протонов в ядре),

            Mp — масса протона,  Mn — масса нейтрона,

            Ai — массовое число i-того ядра (количество протонов и нейтронов в ядре),

            Mi — масса i-того ядра.

Энергия, выделенная при формировании i-того ядра из протонов и нейтронов, определяется по формуле Эйнштейна:

                                    Ei = ΔМi . C2                                                                               (3.2)               

       где, С — скорость света.

Во время синтеза двух ядер формула (3.1) будет иметь вид:

                                 ΔМ = Ma + MbMc                                                                   (3.3)

       где, Ma, Mb — массы двух ядер a и b участвующих в синтезе,

               Mc (Mi) — масса ядра c полученного в результате синтеза ядер a и b,

               ΔМ (ΔМi) — часть массы выделенной в виде излучения (дефект массы в момент синтеза двух ядер).

Энергия, выделенная во время синтеза ядер a и b, выражается формулой:

                                    E = ΔМ . C2                                                                           (3.4)  

   В синтезе трех ядер формула (3.1) имеет вид:

                                    ΔМ= Ma + Mb + MdMc                                                       (3.5)

       где Ma, Mb, Md — массы ядер участвующих в синтезе,

                   ΔМ (ΔМi) — дефект массы во время синтеза трех ядер.

Выделенная энергия в синтезе трех ядер будет определяться по формуле:

                                E = ΔМ . C2                                                                                 (3.6)   

   Общую формулу дефекта массы можно записать:

F-23-1-RUS str-23-1f

F-23-2-RUS str-23-2f

             j — количество ядер, участвующих в одном акте синтеза;

          Ac (Ai)— количество нуклонов (протонов и нейтронов) в ядре c, полученных, в результате синтеза j ядер.

Энергия, выделенная в результате синтеза j-и ядер, определяется    по формуле:

F-23-3-RUS str-23-3f

В таблице № A-1 (в приложении) даются параметры атомных ядер:

М — атомная масса дана в мк а.е.м  (MicroU) и в keV,

Esv— полная энергия связи ядер (keV),

ΔD = (M-A) — разница между атомной массой и массовым числом ядра в keV. Удивительным свойством всех этих параметров является то, что для вычисления выделяемой энергии Ejc во время синтеза ядер в формуле (3.8) значения (Mj . C2) и (Mc . C2) можно заменить на значения ΔD или ((-1) . Esv), что упрощает расчеты. Формула (3.8) будет иметь вид:

F-23-4-RUS str-23-4f
                             
    или:    F-23-5-RUS str-23-5f                                                    

Для удобства вычислений  можно вместо масс ядер Mj, Mc успешно подставлять значения из столбца ΔD или Esv, умножив это значение на минус один (-1) при условии, что:

F-23-6-RUS str-23-6f

Для варианта синтеза двух ядер это условие будет иметь вид:

                                         Ac= Aa+Ab

                                         Zc= Za+ Zb

 Наиболее удобно и целесообразно использовать параметр  ΔD данный в энергетических единицах keV, что облегчает нам расчеты.

Проверим возможность замены параметров на примере синтеза двух ядер a и b в ядро c.

Aa, Za, Ma— параметры ядра a, участвующего в синтезе;

Ab, Zb, Mb— параметры ядра b, участвующего в синтезе;

Ac, Zc, Mc  — параметры ядра c, полученного в результате синтеза ядер a и b;

ΔDa, ΔDb, ΔDc— разница между атомной массой Mi и массовым числом Ai ядер a, b и c - (ΔDi = Mi – Ai).