- ВОДОРОДНЫЙ ЦИКЛ
-
(протон-протонный цикл) последовательность термоядерных реакций в звёздах, приводящая к превращению водорода в гелий без участия катализаторов. В. ц.— осн. источник энергии норм. однородных звёзд, в частности Солнца. Последовательность реакций В. ц. приведена в табл. 2 ст. Термоядерные реакции.
Физический энциклопедический словарь. — М.: Советская энциклопедия. Главный редактор А. М. Прохоров. 1983.
- ВОДОРОДНЫЙ ЦИКЛ
-
(протон-протонная цепочка) - последовательность термоядерных реакций в звёздах, приводящая к превращению водорода в гелий без участия катализаторов. В. ц.- осн. источник энергии звёзд с массой (масс Солнца) на нач. стадиях их существования (см. Эволюция звёзд). Наиб. важные реакции В. ц.:
В. ц. начинается реакцией столкновения двух протонов (1H или р) с образованием ядра дейтерия (2D). Дейтерий реагирует с протоном, образуя изотоп гелия 3He с испусканием -фотона. Два ядра 3He при столкновении образуют 4He с отщеплением двух протонов либо 3He соединяется с 4He и даёт ядро 7Be. Последнее в свою очередь захватывает либо электрон (е -), либо протон, и возникает ещё одно разветвление протон-протонной цепочки реакций. В результате В. ц. может идти тремя разл. путями I, II и III.
В табл. приведены осн. параметры реакций В. ц.: Q - полное энерговыделение; - характерное время протекания реакций; энергия испускаемых нейтрино и её ср. и макс. значения в случае, когда нейтрино испускаются с энергией в интервале 0<<, а также концентрации промежуточных атомных ядер (по массе X), устанавливающиеся в процессе В. ц. Величины и X рассчитаны для физических условий, близких к ожидаемым в центре Солнца: при температуре Тy15*106 К, плотности 100 г/см 3 и равных концентрациях водорода и гелия по массе Х Н=Х Не=0,5. Скорости промежуточных реакций очень велики по сравнению со скоростью первой реакции В. ц. Поэтому 2D, 3He, 7Be, 7Li и 8B не накапливаются в сколько-нибудь заметных количествах. Примерно в 70% всех случаев В. ц. заканчивается ветвью I, в 30% - ветвью II, а на долю ветви III приходится менее 0,1% случаев. В последней строке табл. приведён итог В. ц.: каждая ветвь заканчивается образованием ядра 4He из четырёх протонов с испусканием двух нейтрино. При этом выделяется энергия 26,73 МэВ, из к-рой в ср. ок. 0,6 МэВ уносят нейтрино. В недрах звёзд при 18*106K с В. ц. конкурирует углеродно-азотный цикл.
Параметры реакций водородного цикла
Реакции
Q, МэВ
, лет
, МэВ; Х
1H(р, e+)2D
1,44
8,2*109
= 0,26; = 0,42
1D (р, ) 3 Не
5,49
4,4*10-8
X(2D) = 2,7*10-18
3He(3He, 2р) 4 Не
12,86
2,4*105
X(3He)= 1,6*10-5
3 Не (4 Не, ) 7Be
1,59
9,5*105
X(7Be)=1,2*10-11
7Be (е -, )7Li
0,862
0,30
= 0,862 (90%), 0,383 (10%); = 0,81
7Li (р, 4 Не)4 Не
17,348
3,8*10-3
X (7Li)= 1,5*10-15
7Be (р, )8 В
0,137
1,0*102
X(8 В)=4*10-21
8 В(е +,)8 Ве*
15,08
3,0*10-8
= 7,3; = 14,06
8Be* - > 24 Не
2,99
41H - >4He + 2v
26,73
= 0,6
Лит.: Ядерная астрофизика, пер. с англ., M., 1986.
Д. H. Надёжин.
Физическая энциклопедия. В 5-ти томах. — М.: Советская энциклопедия. Главный редактор А. М. Прохоров. 1988.
.