恒星在主序带上时 核心进行的核反应产生什么元素

恒星在主序带上时 核心进行的核反应产生什么元素

氢

原子形成之后，由于某种不稳定因素造成了星系的形成。 　　一开始，星系是H和He的混合体。由于引力作用，恒星要坍缩，使得原子核动能增加，也就是体系的温度增加，当温度足够高时，带电粒子间就可以克服库仑斥力发生熔合核反应，从而形成较重的原子核。熔合反应中释放出来的辐射能量形成向外的压力，阻止尽一步的引力坍缩。这样星体就处于一段时期的平衡状态（比如太阳），时间可持续高达1百亿年！当参与熔合反应的核被烧尽后，对外压力减小，引力坍塌又开始，温度继续升高，直到更重的核开始燃烧，这样反复进行，形成了恒星中轻元素的大致形成机制。 　　一般的星体核心部分温度比较高，燃烧比较快！当氢燃烧结束后，引力坍缩开始，温度可高达几十亿摄氏度。这时He-He熔合的库仑斥力得到克服，熔合产生的辐射使星体外层扩张100～1000倍！表层能量密度和温度会因此而降低，成为红巨星！ 　　2(He-4)→(Be-8)，末态粒子Be-8不稳定，寿命只有0.1fs【飞秒，1s=(10^15)fs】。衰变的主要方式是回到He-4，反应吸收91.9KeV的能量，在2×(10^8)K时，He-4平均质心能量只有17KeV，所以只有少部分高能端的He-4能够实现反应，反应平衡时：n(Be):n(He)=1:250。 　　我们知道星球中C含量很高，远多于我们按2α→(Be-8)，(Be-8)+α→(C-12)反应的计算结果。后来发现C-12在7.65MeV处有一个激发态，(Be-8)+α→(C-12)反应释放能量7.45MeV，加上恒星温度很高，体系动能大，足以促使共振核反应的发生。 　　这就解释了为什么高C含量的问题。就好比C-12所在的位置有一个葫芦形的坑【就像《天龙八部》里鸠摩志和段誉、王语嫣呆的那口枯井，井底是基态，井口是激发态（看比结合能曲线的时候把它倒过来看！），C-12就像是鸠摩志，掉到了这个上下分层的葫芦形枯井里，任他怎么跳都不好跳不出去了，后来还是段誉把他抱上去的，这里的段誉就是一种机缘，核反应也一样，只要条件到了，要跳出这个“坑”还是有可能的。】。 　　有了C-12，它与α粒子在一定的“机缘”下就可以跳出这个“坑”，生成O-16，Ne-20，Mg-24等原子核，只是这种过程将越来越难，可以这样理解，核电荷数的提高，使得两个核要靠近也变得越来越难上加难！！！在恒星的这种环境中，轻原子核发生复杂的级联反应，各种核素的量有一定的平衡关系，形成典型的C-N-O-C的循环：(C-12)+p→(N-13)+γ，(N-13)→(C-13)+正电子e，(C-13)+p→(N-14)+γ，(N-14)+p→(O-15)+γ，(O-15)→(N-15)+正电子e，(N-15)+p→(C-12)+α〖其中：p是质子，α是(He-4)原子核，γ是光量子。〗循环中C-12的作用是协助将环境中的质子消耗掉，把它们转变成中子和正电子，使He含量增加的同时，循环中某些核素也会反应得到更重的元素：这是当He燃烧开始减弱时，引力坍缩又开始了，只要星体质量足够大，就可以达到足够高的温度〖约(10^9)K〗，使C-12和O-16燃烧——2(C-12)→(Ne-20)+α或(Na-23)+p，2(O-16)→(Si-28)+α或(P-31)+P。 　　与此同时，α和原子核的俘获反应仍可发生：α粒子连续轰击N-14可生成：O-18、Ne-22、Mg-26 …… 其它的反应也有，像(α，n)【α粒子入射，产物为一个中子和一个剩余核。】，(p，γ)等，只是反应概率要小得多！ 　　产生质量数靠近60的核是最后燃烧Si的过程，但是由于库仑斥力过高的原因，熔合反应难以发生，主要靠α俘获反应产生更重的核：(Si-28)+α→(S-32)+γ ……在Si燃烧平衡期间，一部分Si反应分解回轻元素，剩余的则向更重的元素进化！这类反应终止于质量数A=56的原子核〖 Ni-56、Co-56、Fe-56〗。从比结合能曲线可以看出，这几个核都处于“井”底，比结合能最大，因而俘获反应不再有利，这样，整个过程就停止了。

太阳的是这些，其他恒星估计也是这样吧

p+p=d+(e+)+v (p-质子,d-氘,e+-正电子,v-中微子;反应寿命7*10^9年); d+p=He3+r(He3-氦3,r-光子,反应寿命4秒);He3+He3=He4+2p(4*10^5年); 总反应式:4p=He4+2(e+)+2v+24.7MeV (MeV-能量单位,包括了光子的能量).

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