11. Principals cicles de reaccions nuclears (2016)

Apunte Catalán
Universidad Universidad de Barcelona (UB)
Grado Física - 3º curso
Asignatura Astrofísica i Cosmologia
Año del apunte 2016
Páginas 2
Fecha de subida 02/04/2016 (Actualizado: 26/05/2016)
Descargas 3
Subido por

Vista previa del texto

Astrofísica i cosmología Primavera 2016 Laura Barrio Hernández 11. Principals cicles de reaccions nuclears Moltes reaccions nuclears poden donar-se al mateix temps dins els estels. Per als càlculs de l’evolució i estructura estel·lar, moltes vegades és suficient fer servir un procediment simple perquè:    Hi ha una forta dependència dels ritmes de les reaccions nuclears amb la temperatura, combinat amb la sensibilitat de la barrera de Coulomb amb Z iZj implica que les fusions nuclears de diferents combustibles estiguin ben separades per diferents temperatures.
Per a cada cicle, només algunes reaccions nuclears contribueixen significativament a la producció d’energia.
En una xarxa de reaccions nuclears, normalment una de les reaccions és la més lenta i és la que determina el ritme de tota la cadena. Només el ritme d’aquesta reacció és el que cal tenir en compte.
11.1.
Crema d’hidrogen Les reaccions nuclears més importants són aquelles que converteixen H en He. Dominen el 90% de la vida de quasi tots els estels.
a. Cadena PP  Cadena PP-I (85%) Q=26.2MeV  Cadena PP-II (15%) Q=25.7MeV  Cadena PP-III (0.02%) Q=19.1MeV b. Cicle CNO Astrofísica i cosmología Primavera 2016 Laura Barrio Hernández c. Dependència amb la temperatura Els dos processos tenen dependències amb la temperatura molt diferents.
Ritme de producció d’energia a cada cadena: ( ) ( ) Temperatura a la qual el ritme de producció d’energia és el mateix per als dos processos: ( ) Es pot donar que en el nucli predomini el cicle CNO per a la generació d’energia però que, cap a l’exterior del nucli, on la temperatura és més baixa, l’energia es produeixi per la cadena pp.
Cadena pp dominant: Cicle CNO dominant: 11.2.
Crema d’heli: reacció triple- Existeix una petita quantitat de 8Be inestable en un cert nivell d’energia el qual, en incidir una partícula , dona com a resultat 12C.
Energia alliberada en la crema d’He: [ ] Energia alliberada per unitat de massa = 5.8·1013 J/Kg Com que les reaccions tenen que donar-se quasi simultàniament, la reacció 3 és com si fos una reacció de 3 partícules.
11.3.
Resum: processos nuclears més comuns Combustible nuclear Procés Tmin (K) Productes Energia (Mev/nucleó) H pp 4·106 He 6.55 H He CNO 3 C C+C Ne Ne+( o ) O Si O+O Equilibri nuclear estadístic 6 15·10 He 6.25 6 C, O, Ne 0.61 6 100·10 600·10 O, Ne, Na, Mg 0.54 6 O, Mg, Si 0.2 6 Mg, S, P, Si 0.3 6 S, Ar, Ca, Ti, Co, Fe, Ni <0.2 1200·10 1500·10 3000·10 ...