Az elemek keletkezésének története

Az előadások a következő témára: "Az elemek keletkezésének története"— Előadás másolata:

1 Az elemek keletkezésének története
Irodalom: J.D. Barrow: A Világegyetem születése G.R. Choppin, J. Rydberg: Nuclear Chemistry Tóth E.: Fizika IV.

2 Tartalom Asztrofizikai adatok A Nagy Bumm
A csillagok születése, élete és halála Az elemek keletkezése: H-től a He-ig (H fúzió, CNO ciklus) Be-tól a Fe csoportig (He fúzió) Fe csoporttól a Bi-ig (lassú folyamat) Bi-tól az U-ig (gyors folyamat)

3 Asztrofizikai alapok A Föld

4 Egy galaxis

5 A Tejútrendszer egy része

6 Néhány asztrofizikai adat

7 A Világegyetem keletkezése:
t=0, NAGY BUMM! A kísérleti fizika jelenlegi eszközeivel a világegyetem első néhány tized másodpercében uralkodó körülményeket nem lehet vizsgálni, mert rendkívül nagy volt a hőmérséklet és a sűrűség. Néhány másodperc múltán kialakuló körülmények modellezésére a világ legnagyobb gyorsítóiban már van mód.

8 A táguló világegyetem r v állandó H = 1 t=0 t=20*10 év NAGY BUMM
9 év NAGY BUMM 1926. Hubble színképek vöröseltolódása - Doppler-effektus Pl. r=10 24 m távoli galaxis v=1.3*10 6 m/s sebesség 24*10 1965. Gamow kozmikus háttérsugárzás 1992. COBE műhold Kozmikus elemgyakoriság elmélet: 75% H+25%He "Az első 3 perc" r v állandó H = 1

9 Az első 3 perc

10 A csillagok születése, élete, halála

11 Az elemek keletkezése

12 VÉGEREDMÉNY: VAS (56Fe) He Be C O T =2*10 sec He fúzió
4 He 8 Be 12 C 16 O T 1/2 =2*10 -16 sec Magasabb rendszámú elemek fúziója 12C+12C g 23Na+p vagy g 20Ne+a (1000 a) 20Ne+a g 24Mg+g (1 a) 16O+16O g 31P+p vagy g 31S+n vagy g 31Si+4He (100 d) 28Si+g g 27Al+p vagy g 27Si+n vagy g 24Mg+a (1d) További p, n, a reakciók VÉGEREDMÉNY: VAS (56Fe)

13 ) magreakció és b bomlás szükségesek hozzá neutronok:
Lassú folyamat (n, g ) magreakció és b bomlás szükségesek hozzá neutronok: 2 H + 1 H + n 22Ne(a,n)25Mg Legnehezebb szintetizálható mag: 209Bi Az a-bomlás állítja meg a folyamatot. Hol megy végbe? He-égési héj vörös óriásokban - He és C égési fázisok masszív (10-30 Mסּ) csillagokban

14 A gyors folyamatban születik minden Bi-on túli elem.
Számunkra a legfontosabbak: U,Th

15 Neutrínó-nukleoszintézis
Szupernóvák óriási neutrínófluxusa kompenzálja a kis hatáskeresztmetszetet (n,np), (n,nn) reakciók 12C, 20Ne stb. magokon: 7Li, 11B, 19F szintézise Hipotetikus „l”-folyamat 6Li, 9Be, 10B, 11B szintézise Alacsony hőmérsékletű és/vagy kis sűrűségű hely kell, hogy a keletkezést ne kövesse rögtön megsemmisülés. Megoldás: kozmikus sugárzás általi spalláció

16

17 Összefoglalás BBN: 25%He, 74% H, 1% „fémek”
„Normál” csillagok: H→4He (p-p ciklus, CNO ciklus), 4He→12C, 12C→16O… Törzsbeli égés + héjégés: nagyobb Z-k Nagy tömegű csillagok: s-folyamat Bi-ig Szupernóvák: r-folyamat, szétszórás Csillagközi anyagban spalláció (a „hiányzó” Li, Be, B izotópok) Neutrínó-nukleoszintázis (pl.: 19F)