Добро пожаловать на сайт современной аналитической астрофизикиСтатьи | Форум | Автор

АНАЛИТИЧЕСКАЯ АСТРОФИЗИКА

 2.Физические основы аналитической астрофизики

Физической основой современной астрофизики является теоретическая физика и квантовая механика, теории которых устарели и ошибочны. Сегодня накопленный научно-исследовательский материал требует более серьезной обработки и анализа.  Для того чтобы понять физику процессов происходящих в космосе нам необходимо проанализировать физические процессы, происходящие в земных условиях и спроецировать их на  космические объекты. Рассмотрим некоторые физические процессы, которые помогут нам по-новому взглянуть на физические процессы в космическом пространстве. В современной астрофизике есть много ошибок и заблуждений, с которыми мы столкнемся в этой работе и вынуждены будем их анализировать и опровергать. Такой ошибкой является мнение ученных о невозможности синтеза ядер тяжелых атомов в звездах.  

              2.1. Энергетический барьер ядер            

В начале двадцатого века Эддингтон высказал гипотезу о выделении энергии в звездах за счет синтеза ядер атомом водорода в ядра атомов гелия. С тех пор у ученных идет спор о возможности синтеза в недрах звезд ядер более высоких масс, чем у гелия. По теоретическим расчетам температуры внутри звезды едва хватает для синтеза легких ядер, но на практике мы видим обратное явление. В химический состав звезд, в том числе и Солнца, обнаружены тяжелые элементы. Существование тяжелых элементов в составе планет и Земли говорит об их синтезе в звездах. А если не в звездах, тогда где?!          

История открытия 99-го (Es) и 100-го (Fm) элементов периодической таблицы при испытании водородной бомбы однозначно утверждает, синтез тяжелых элементов в звездах возможен. Если взрыва водородной бомбы хватило для синтеза 99-го (Es) и 100-го (Fm) элементов, то в звездах должны существовать условия для синтеза тяжелых ядер, так как мощность выделяемой энергии в звезде больше мощности бомбы.

Какие условия необходимы для синтеза ядер?

Основным препятствием для ядерных взаимодействий являются кулоновские силы отталкивания или кулоновский барьер, который необходимо преодолеть ядрам во время синтеза. Энергетическую высоту кулоновского барьера можно определить по формуле:

 5стр-2.1                                           (2.1)

  где z1 и z2 — количество протонов в ядрах, участвующих в синтезе,

        e — единичный заряд, равный по значению заряду электрона (со знаком плюс),

       ε0 электрическая постоянная для вакуума,

        R — расстояние, на которое необходимо сблизить два ядра для синтеза

                                    R=R1+R2,                                                                                   (2.2)

          R1и R2радиусы ядер, участвующих в синтезе.

Радиус ядра зависит от числа нуклидов в нем — числа A: Rj ~ Aj

    где Rjрадиус ядра j,

          Aj число нуклидов в ядре j.

Радиус ядра меняется от 1,2 . Aj1/ 3 до 1,4 . Aj1/ 3, то есть,

                                  Rj = (1,2 ~ 1,4) . Aj1/ 3fm (Фм)                                                (2.3)

В зависимости от того какое значение Rj принимается в расчетах, формула (2.1) принимает вид:

5стр-2.4                            (2.4)

Мы принимаем:

                                   Rj = 1,4 . Aj1/ 3fm (Фм)                                                          (2.5)          

Но в случае участия в синтезе протона или ядра водорода с Aj =1,  Rj принимает значение:

5стр-2.6                                         (2.6)

В этом случае формула (2.4) немного изменится.

С учетом формулы (2.5) формула (2.4) будет выглядеть:

5стр-2.7                                                     (2.7)

При участии в синтезе протона формула (2.4) будет выглядеть:

  - В случае, когда протон неподвижен, а ядро с z2 и A2 налетает:

5стр-2.8                          (2.8)

  - В случае, когда протон налетает, а ядро с z1 и A1 неподвижно:

5стр-2.9                                      (2.9)

  - В случае участия в синтезе двух протонов формула (2.4) будет выглядеть:

5стр-2.10 (2.10)

Синтез двух протонов дает следующую реакцию:

5стр-2.10+

Этот вариант мы будем рассматривать для аналитического сравнения, так как он считается одним из основных вариантов синтеза, существующих в звездах.

Рассмотрим изменения кулоновского энергетического барьера во время синтеза двух ядер с разными значениями z и A по формулам (2.4), (2.7), (2.8), (2.9)и (2.10).

По этим формулам построен график №G-2.1.

5-1-1-RUS str-5-1

                                         (1)  График №G-2.1.

Из графика №G-2.1 видно, что энергетический барьер по мере роста заряда ядра возрастает почти линейно. Из расчетов энергетического барьера видно, что в синтезе могут участвовать ядра, имеющие высокую кинетическую энергию.

 Мы знаем, что энергетический порог ядра меньше расчетного за счет тоннельного эффекта. Точных измерений пока нет. Мы будем опираться на характеристики, рассчитанные нами, не привязываясь к цифрам, а анализируя динамику изменения этих характеристик.

Кулоновский барьер для реакций Ne, Sn, и Th по отношению к протонам, дейтронам и альфа-частицам показан в таблице №T-2.1.