Стабільнасць вугляроду і яго ролю ў фарміраванні элементаў

1. Уводзіны

Вуглярод (знак C, атамавы нумар 6) – адзін з самых стабільных лёгкіх элементаў. Яго ядерная структура, якая складаецца з шасці протонаў і шасці нейтронаў, дае высокую энергію звязвання на ядро. Гэтая стабільнасць робіць яго цэнтральным будаўнічым блокам жыцця і ключавым пераходным крокам у стэларнай нуклеасінтэз.

Заяўленне, што вадародзь адшліфоўваецца з «селен-землянымі элементамі» і вуглярод фарміруе цяжэйшыя элементы, выпуская водарод у працэсе, можа быць толькі часткова правільным фізічна. Хімічныя рэакцыі змяняюць электронныя сувязі, а не атамавыя ядра. Фарміраванне цяжэйшых элементаў адбываецца выключна ў ядерных працэсах, у асноўным у зорках.

2. Фізічная аснова стабільнасці вугляводаў Наяўнасць атамнага ядра вызначаецца энергіяй звязвання на ядзерны нуклон. Для вугляроду-12 яна складае прыблізна 7,68 МэВ на нуклон, што з'яўляецца высокай велічынёй для лёгкіх элементаў. Гэта робіць вуглярод у асноўным стабільным супраць самастойнай фізыяльнай распаду або сінтэзу пры нізкіх энергіях.

Гэта стабільнасць тлумачыць:

3. Нуклеасінтэз і цыкл вадароду і вуглярода 3.1 Стварэнне вуглярода Вуглярод утвараецца ўнутры зорак праз трохпараўдны альфа-працэс: [3, 4He → 12C + γ] У гэтым працэсе тры ядра гелію (альфапарткі) спалучаюцца, каб стварыць ядзер вуглярода. Гэты працэс выпусціць энергію і стварае пачатковы пункт для далейшых ланцужных сінтэзаў.

3.2 Стварэнне цяжэйшых элементаў

Цяжэйшыя элементы могуць быць створаны з вуглярода ў масіўных зорках праз працяглыя ядзерныя спалучэнні:
[
12C + 4He → 16O + γ
]
[
16O + 4He → 20Ne + γ
]
і гэтак далей да сіліку, сера і жалеза.
Гэтыя рэакцыі патрабуюць высокіх тэмператур (> 10⁸ K) і гушчынь, якія сустракаюцца толькі ў позняй эвалюцыі зорак або ў суперновах.

3.3 Не хімічны, а ядзерны цыкл

Прадпалажаны «цыкль» паміж вадаром і вугляродам не існуе хімічна, а толькі ядзерна ў зорах:

4. Роля селену і «селенавыя зямлі»

Sелен (Se, Z = 34) не адыгрывае ролю ў звычайным зорным спалучэнні. Гэта тяжы элемент, які фарміруецца толькі на позніх этапах эвалюцыі зорак — у асноўным праз павольны (s-працэс) або хуткі (r-працэс) нейтроннага захопу.
«Sелен Earths» не з'яўляецца прызнаным хімічным тэрмінам. Гэта можа адносіцца да групы селенавых спалучэнняў. Яны не маюць значэння ў фарміраванні або стабілізацыі вугляроду ці водню.

У хіміі, селенавыя спалучэнні могуць рэагаваць з вугляродам (напрыклад, арганічныя селеныды), але гэта не змяняе элементы. У фізіцы такія рэакцыі занадта слабкія энергетычна, каб пераўтварыць атамавае ядро.

5. Заключэнне

Гідран, вуглярод і цяжэйшыя элементы звязаны праз звёздную нуклеасінтэзу, а не праз хімічныя працэсы.

  • Прадпалажэнне, што вуглярод, гідран і селенатарыяты ствараюць цяжэйшыя элементы ў лабараторыі або шляхам апрацоўкі, супярэчыць ядзернай фізіцы.

  • Тяжэйшыя элементы ствараюцца ў зорках ці суперновах праз фузію і працэсы захопу нейтронаў, а не праз хімічную апрацоўку.

    • Кароткая формула фізічна правільнага цыкла:

    [
    text{Гідран} rightarrow text{Гелій} rightarrow text{Вуглярод} rightarrow text{Кісларод, Сілыка}icium, жалезо, ...}
    ]

    Невяртанны, не хімічны.

    Ці павінен я далей развіваць артыкул у акадэмічным стылі з спасылкамі (напрыклад, Clayton 1968, Woosley & Weaver 1995, Rolfs & Rodney 1988)?

    Сістэма кіляў