核聚變到鐵就停止了,元素週期表中鐵之後的元素都是咋來的

2021-05-01 06:15:17 字數 5054 閱讀 9946

1樓:超級

我覺得無論相信還是不信,宇宙元素除了氫元素、氦元素、鋰元素外,恆星還在進化的各個階段形成,所以小學的課外讀物中也有「恆星大工廠」的說法,其實是這樣的。 大部分元素是恆星形成的!

宇宙誕生時形成的一些元素,氘元素即氫的同位素,屬於氫元素! 不同質量的恆星可以形成的重元素的階段不同。 核聚變的情況下,氫元素以後的元素在結合時要求的溫度也很高,低質量的恆星不會達到這麼高的溫度,所以只有能超新星**的大質量恆星才能做到!

鐵-56之前的元素在核聚變時都能釋放能量,而鐵-56之後的元素,如果要讓其聚變成更重的元素時需要吸收大量能量才能形成!

上圖是元素的比鍵能曲線,鐵-56處於峰值,鍵能是原子核質子和中子分離的能量,比鍵能是鍵能和核數之比,越高表示該元素越穩定!

但是這時恆星的核已經不能融合了。 初期膨脹的殼在失去輻射壓的支援後,在巨大的壓力下迅速核衰變,巨大的衝擊能量直接引起恆星的超新星**,這些巨大的能量為重元素提供了充分的條件,但超新星**不是重元素最主要的**。 中子星的合併才是重元素或超重元素的最主要**。

如上所述,在恆星進化末期,極其不穩定的恆星核中,鐵-56捕獲中子形成更重的元素和超新星**形成重的元素,簡單來說,最初是恆星進化末期慢的中子捕獲重的元素。

一、慢中子捕獲形成重元素;

低速中子捕捉過程也稱為s過程,發生在恆星進化末期的超高溫核,此時中子被鐵56捕捉形成鐵57,然後鐵57釋放高能電子形成鈷57,鈷在低速中子捕捉過程中繼續形成更重的元素!

s-工藝在ag到sb範圍內的工藝。

二、快中子捕獲形成重元素;

快中子捕捉過程中恆星發生的超新星**階段被稱為r過程,鐵-56元素連續進行快中子捕捉生成重元素,快中子捕捉形成的重元素佔恆星形成重元素的一半以上!

在任何過程中,鐵-56都是最原始的種子元素,重元素在以鐵為種子元素的中子捕獲過程中生成!

r-過程

在另一個重元素形成的過程中中子星合併的是中子星結構崩潰後中子衰退成為質子、電子、反中子和光子,中子星合併的強大能量中質子和中子生成大量重元素! 另外,中子星周圍也有很多鐵元素(因為中子星不一定是中子星物質)。 這個過程與s過程和r過程一致!

元素的形成只要條件合適就能瞬間完成!

但重要的是這個條件。 即使製造最簡單的元素氦,人類也花了幾百億美元來實現這個條件,但迄今為止還不能穩定地生產氦元素。 當然,這是胡說八道。

因為它需要在這個過程中釋放的巨大能量,而不是氦。 現在能做的只有核裂變,捕獲這個自由中子的原子核**行為產生大量的能量,質量損失低(約0.093%左右,融合0.

7%左右),巨大。

2樓:自報調查

元素週期表中鐵之後的氫元素和氦元素是在宇宙大**38萬年後,宇宙中合成的;氦元素到鐵元素之間的各種元素是恆星核聚變產生的;排名高於鐵元素原子序數的元素主要來自超新星**和中子星的合併。

上世紀,物理學家在研究天文學理論時遇到了以下許多瓶頸。

宇宙大**,恆星的進化等。

後來,優秀的原子物理學家參加了相關研究,這些問題逐漸得到了解決。 換句話說,宇宙作為大尺度的物理學現象,其實和微觀世界的小尺度現象是統一的。

那麼具體是什麼意思呢?

我們談談這個問題吧。

氫、氦和宇宙大**

根據現在的主流理論,我們知道宇宙始於138億年前的大**。 宇宙大**初期,宇宙的溫度極高。

隨著宇宙空間的急劇膨脹,溫度逐漸下降。

在此期間,高能光子的碰撞生成一對正反粒子,每10億對正反粒子持續生成高能電磁波,同時一個正物質粒子倖存下來。

因此,現在的宇宙是由正物質構成的。 宇宙大**38萬年左右,宇宙的溫度下降到3000度左右,形成原子結構,光子在宇宙中傳播。

這時形成的原子主要是氫原子、氦原子。 這兩個要素是週期表中最前面的要素。

不是說原子序數大的元素原子沒有形成,而是因為不穩定,所以經常**成氦原子。 因此,在我們現在的宇宙中,氫原子和氦原子所佔的比例最高,達到了99%以上。

原子序數比氦元素大的元素是怎麼來的?

恆星:元素煉丹爐

在宇宙進化的過程中,星雲物質因重力而崩潰,逐漸形成各種各樣的天體,其中有被稱為恆星的物質。 恆星區別於其他天體的最大特徵是通過核聚變反應發光。

恆星和元素有什麼關係?

讓我們從恆星的核聚變開始。 恆星一般質量特別巨大。

質量越大重力越大。 恆星自身引力巨大,核的溫度在引力的作用下急劇上升。

對太陽來說,太陽的核溫度也能達到1500萬度。 在這種溫度下,太陽核物質不是我們常見的氣液固三態。

因為溫度太高,原子核的電子在環境中可以獲得足夠的能量。

於是電子就擺脫原子核的束縛。

因此,在太陽的核中,物質呈現等離子體狀態,其中混雜著很多原子核、電子、光子。

這裡的原子核主要是氫原子核和氦原子核,氫原子核說白了就是質子。 在這種環境下,原子核全部帶正電,同樣的電荷排斥,因此原子核不能發生核聚變。

可以說為了使原子核發生核聚變反應,需要輸入足夠的反應能量。

在地球上,人類要引爆氫彈,就必須創造1億度的環境溫度來為氫核聚變提供反應條件。 例如,如下所示。

在引爆氫彈之前引爆原子彈。

當然,太陽核的環境條件不足以促進核聚變反應。 但是微觀世界中存在著「量子隧道效應」。

這意味著即使是必須輸入能量才能發生的反應,在微觀世界中也會以極低的概率發生。 太陽非常巨大,所以粒子數足夠多。

因此,以更低的概率乘以太陽粒子數也是大概率發生的事件,速度非常慢。 因此,雖然可能發生氫核聚變反應,但不會像氫彈那樣一下子**。

反應過程是四個氫原子核產生一個氦原子核。 促進氦原子核融合的反應條件比氫原子核融合要嚴格得多,所以先促進氫原子核——核融合反應。

有些恆星一般有兩種反應途徑:質子-質子反應、碳氮氧迴圈。 但是結果都一樣,四個氫原子核產生一個氦原子核。

恆星核的氫原子核燃燒完了會怎麼樣?

恆星在重力的作用下繼續收縮,提高核的溫度。 恆星質量足夠大時,會促進氦原子核的核聚變反應,生成碳原子核和氧原子核。

氦也燃燒完後,會繼續燃燒碳原子核和氧原子核,生成原子序數更高的原子。

例如:燃燒碳原子核會生成氧原子核,氧原子核燃燒會生成氖原子核,生成鎂原子核。

一般來說,只要恆星質量足夠大,核聚變反應就可以持續到鐵原子核。 鐵原子核是里程碑。

為什麼這麼說呢?

超新星**

在生成鐵原子核之前核聚變反應釋放出大量的能量。 使鐵原子核發生核聚變反應需要供給大量的能量,因為生成的能量比供給的能量少,所以是能量吸收反應。

因此,恆星進入下一個進化階段需要極高的閾值。 科學家在理論計算中發現質量達到太陽質量8倍以上的恆星促使下一步的反應。

(實際上,現在沒有絕對的定論是多少倍太陽的質量,也有人說是9倍以上。 )中被呼叫,將出現故障

如果恆星的質量真的超過這個閾值,接下來恆星會在重力的作用下進入下一個階段,即超新星**。 超新星**的亮度常常與銀河的亮度相媲美,在中國古代超新星也被稱為客星。

在超新星**的過程中,會產生很多原子序數比鐵高的元素。

在這裡說,其實在恆星超新星爆發之前,恆星核的最中心部位也合成少量原子序數比鐵元素高的元素。 例如,如下所示。

鋅。但是,這個量非常少,幾乎可以忽略。

原子序數比那鐵高的元素來自超新星**嗎?

中子合併

其實,並非如此。 恆星超新星**後,核在重力的作用下劇烈收縮。

這時,如果核的質量是太陽質量的1.44倍以上,小於太陽質量的3倍,就會形成中子星。 這時核的質量達到太陽質量的3倍以上時,就會形成黑洞。

科學家最近發現原子序數比鐵元素高的元素來自兩個中子星的合併。 銀元素和金元素這樣的大部分**於中子星的合併。

但是,宇宙中的中子星很少,不能說兩個中子星相遇合並了。 發生這種事件的概率其實非常小。 因此,高位元素難以到來,含量極低。

3樓:水月傳媒

我認為都是在宇宙大**後來的。物理學家在研究天文學理論時,遇到了宇宙大**、恆星進化等許多瓶頸。 後來,優秀的原子物理學家參加了相關研究,這些問題逐漸得到了解決。

換句話說,宇宙作為大尺度的物理學現象,其實和微觀世界的小尺度現象是統一的。 週期表的要素與宇宙的進化密切相關。

氫、氦、宇宙大**根據現在的主流理論,宇宙始於138億年前的大**。 宇宙大**初期,宇宙的溫度極高。

不是說沒有形成原子序號大的元素原子,而是因為不穩定而經常**成氦原子。 所以,在我們現在的宇宙中,是氫原子和氦原子的佔比是最高的,達到了99%以上。 原子序數大於氦元素的元素是怎麼來的?

在宇宙進化的過程中,星雲物質因重力而崩潰,形成了有恆星種類的各種天體。 恆星區別於其他天體的最大特徵是通過核聚變反應發光。 恆星和元素有什麼關係?

讓我們從恆星的核聚變開始。恆星一般來說質量都特別巨大。 說到太陽就是太陽的質量佔據了整個太陽系99.86%以上的質量。

質量越大重力越大。 恆星本身的引力是巨大的,核的溫度在引力的作用下急劇上升。 對太陽來說,太陽的核心溫度就可以達到1500萬度。

也是這樣的溫度,太陽的核物質不是我們常見的氣液固三狀態。 因為溫度太高,原子核的電子在環境中可以獲得足夠的能量。 電子將擺脫原子核的束縛。

因此,太陽核中呈現出物質等離子態,其中混雜著很多原子核、電子、光子。 這裡的原子核主要是氫原子核和氦原子核,氫原子核說白了就是質子。 在這種環境下,原子核都帶正電,同樣的電荷排斥,所以原子核不能發生核聚變。

可以說為了使原子核發生核聚變反應,需要輸入足夠的反應能量。 在地球上,人類為了引爆氫彈,必須創造1億度的環境溫度來為氫核聚變提供反應條件。 例如,在引爆氫彈之前引爆原子彈。

恆星核的氫原子核燃燒完了會怎麼樣?

恆星在重力的作用下繼續收縮,提高核的溫度。 恆星質量足夠大時,會促進氦原子核的核聚變反應,生成碳原子核和氧原子核。

一般來說,只要恆星質量足夠大,核聚變反應就可以持續到鐵原子核。 鐵原子核是里程碑。 為什麼這麼說呢?

超新星**

鐵原子核是最穩定的原子核。 意思是即使打破鐵原子核,也很難繼續收集鐵原子核。

如果恆星的質量真的超過了這個閾值,接下來通過重力進入下一個階段,即能最高的元素原子核。 超新星**的亮度大多相當於銀河的亮度,中國古代稱超新星為超新星**。

客星。 在這裡,其實在恆星超新星爆發之前,恆星核的最中心部也合成了少量原子序號比鐵元素高的元素,例如鋅。 但是,這個量非常少,幾乎可以忽略不計。

原子序數比鐵高的元素來自超新星**嗎?

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