Железо - это широко распространенный элемент на нашей планете. Более того, во Вселенной его тоже не мало. И казалось бы, а чем железо может быть даже более интересно, чем какое-нибудь золото или уран? Что же, а давайте вспомним, откуда вообще железо появляется.
На самом деле физический вопрос появления того или иного элемента вызывает споры до сих пор, но есть принятая система. которая неплохо это объясняет, да и повторить эту логику активно пытаются. Значит механизм вполне себе рабочий. Речь идёт о термоядерном синтезе.
Термоядерный синтез - это процесс, который предполагает слияние ядер протонов. Для того, чтобы это стало возможным, нужно преодолеть кулоновский барьер. Делается это с помощью температуры, которая повышает энергию частичек, и давления, которое помогает им сблизиться. Примерно такое творится в ядрах звёзд.
Проще всего получить гелий. Это лёгкий элемент, который легко "соединить". Там всего два протона. Чем больше будет протонов в ядре, тем выше нужна энергия для преодоления кулоновского барьера.
Считается, что по этому механизму синтезируются все элементы вплоть до железа. Железо в чистом виде тоже синтезируется в недрах тяжелых звезд. Тяжелых - потому что там гравитация выше и если водород с гелием можно получить при относительно не большой температуре и средней гравитации, то для железа уже нужны серьезные показатели.
Дальше такие звёзды заканчивают свою жизнь гигантским взрывом, и часть образованного железа выбрасывается в космическое пространство. Метеориты и железо на Земле - это продукт жизнедеятельности какой-то массивной звезды, которая взорвалась миллиарды лет назад.
Вот только почему железо так интересно для нас? Всё дело в том, что железо - есть последний крайний элемент, который можно получить по описанному механизму. Дальше значение кулоновского барьера станет настолько высоким, что преодолеть его не получится даже в таких невероятных условиях. Поэтому железо - это "пик" того, что можно технически получить термоядерным синтезом.
Но на железе ведь таблица Менделеева не заканчивается. Как быть дальше? Дальше работает другой, не менее интересный, процесс формирования ядра.
Ядра образуются в результате так называемого захвата нейтронов и протонов. С нейтронами всё чуточку проще.
Нейтрон может приблизиться к ядру даже при околонулевой кинетической энергии, так как является электрически нейтральным. Это отличает его от протонов.
Захват протонов куда более сложен. Протон может быть захвачен лишь при достаточно большой энергии, позволяющей преодолеть электростатическое отталкивание и прыгнуть через всё тот же кулоновский барьер.
Процесс формирования описывается тут r-процессом (от слова rapid, быстрый захват) или s-процессом (медленный захват). Специфика процесса тут в том, что какой-то внешний источник энергии должен помочь частицам приобрести такую невероятную энергию, которую не получается достигать даже при термоядерном синтезе в ядре.
---
⚡ Обязательно подпишитесь на Telegram проекта и читайте эксклюзивные статьи! Обновления каждый день!
✅ Поддержать проект монеткой или задать вопрос можно тут! Здесь же я публикую фрагменты будущей книги, которую могут читать подписчики
👉💖 Ставьте лайки материалу, подписывайтесь на проект!