Πυρηνοσύνθεση
From Wikipedia, the free encyclopedia
Πυρηνοσύνθεση ονομάζεται η διεργασία που παράγει ένα νέο ατομικό πυρήνα από προϋπάρχοντα νουκλεόνια, δηλαδή πρωτόνια, νετρόνια ή και άλλους προϋπάρχοντες ατομικούς πυρήνες. Σύμφωνα με τις τρέχουσες θεωρίες, οι πρώτοι ατομικοί πυρήνες σχηματίστηκαν λίγα λεπτά μετά από την Μεγάλη Έκρηξη, μέσω των πυρηνικών αντιδράσεων σε μια διεργασία που επωνομάζεται «πυρηνοσύνθεση μεγάλης έκρηξης». Περίπου 20 λεπτά μετά την έναρξη αυτής της διεργασίας, το σύμπαν επεκτάθηκε και ψύχθηκε ώστε έφθασε στο σημείο που αυτές οι υψηλής ενέργειας συγκρούσεις ανάμεσα στα νουκλεόνια σταμάτησαν, οπότε πλέον συνέβαιναν μόνο οι ταχύτερες και απλούστερες αντιδράσεις, αφήνοντας το σύμπαν να περιέχει κατά μάζα περίπου 75% πρώτιο υδρογόνο και 24% ήλιο. Το υπόλοιπο περίπου 1% αποτελούνταν από ίχνη άλλων στοιχείων, κυρίως λίθιο και δευτέριο. Η πυρηνοσύνθεση στα άστρα και οι εκρήξεις τους παρήγαν την ποικιλία των άλλων χημικών στοιχείων και ισοτόπων που είναι γνωστά στις μέρες μας, με μια διεργασία που ονομάζεται «κοσμική χημική εξέλιξη». Οι ποσότητες της συνολικής μάζας των χημικών στοιχείων που είναι βαρύτερα από το υδρογόνο και το ήλιο παραμένουν και σήμερα (αναλογικά) μικρές, οπότε κατά προσέγγιση το σύμπαν έχει την ίδια σύνθεση.
Τα άστρα συντήκουν στους πυρήνες τους ελαφρά χημικά στοιχεία σε βαρύτερα, παράγοντας ενέργεια, σε μια διεργασία που είναι γνωστή ως «αστρική πυρηνοσύνθεση». Οι αντιδράσεις πυρηνοσύνθεσης παράγουν πολλά από τα (σχετικά) ελαφρά χημικά στοιχεία, που συμπεριλαμβάνουν το σίδηρο και το νικέλιο, στα μεγαλύτερα άστρα. Τα προϊόντα της αστρικής πυρηνοσύνθεσης περισσότερο παραμένουν παγιδευμένα στους αστρικούς πυρήνες και τα υπολείμματα αυτών, εκτός και αν εκτοξευθούν μέσω των αστρικών ανέμων και των εκρήξεων. Οι αντιδράσεις σύλληψης νετρονίων (διεργασίες r και s) παράγουν χημικά στοιχεία βαρύτερα του σιδήρου.
Η «πυρηνοσύνθεση υπερκαινοφανών αστέρων» μέσα σε άστρα που εκρήγνυνται είναι σε μεγάλο βαθμό υπεύθυνη για την παραγωγή των χημικών στοιχείων που βρίσκονται μεταξύ του οξυγόνου και του ρουβιδίου.
Η συνένωση αστέρων νετρονίων ανακαλύφθηκε (σχετικά) πρόσφατα ότι αποτελεί πηγή παραγωγής χημικών στοιχείων με τη διεργασία ρ- απορρόφησης νετρονίων. Όταν δυο αστέρες νετρονίων συγκρούονται, μια σημαντική ποσότητα ύλης πλούσιας σε νετρόνια μπορεί να εκτοξευτεί, συμπεριλαμβάνοντας και νέους πυρήνες που σχηματίστηκαν.
Η επίδραση των κοσμικών ακτίνων στους πυρήνες των χημικών στοιχείων του διαστρικού ενδιάμεσου και η κατακερμάτιση βαρύτερων ατομικών πυρήνων (με πυρηνική σχάση) είναι σημαντική πηγή ορισμένων ελαφρύτερων ατομικών πυρήνων, όπως ιδιαιτέρως 3He, 9Be, 10Β και 11Β, που δεν παράγονται κατά την αστρική πυρηνοσύνθεση.
Υλικό που προέρχεται από βομβαρδισμό υλικών με κοσμικές ακτίνες έχει βρεθεί στη Γη. Οι μετεωρίτες συνεισέφεραν στην παρουσία κοσμογονικών νουκλιδίων στον πλανήτη μας. Κατά τα άλλα, άλλοι νέοι πυρήνες δεν παράγονται στη Γη, εκτός από την όποια παραγωγή πυρηνικών εργαστηρίων, πυρηνικών σταθμών και τη φυσική ραδιενεργή διάσπαση αρχέγονων ραδιονουκλιδίων, όπως του ουρανίου και του θορίου, που αυξάνει κατά κάτι την αναλογία των θυγατρικών πυρήνων τέτοιων διασπάσεων.