ВОДОРОДНЫЙ ЦИКЛ

Водородный цикл - ВОДОРОДНЫЙ ЦИКЛ (протон - протонная цепочка) - последовательность термоядерных реакций в звёздах, приводящая к превращению водорода в гелий без участия катализаторов. В. ц.- осн. источник энергии не очень массивных звёзд на начальных стадиях их существования (см. Эволюция звёзд). Наиболее важные реакции В. ц.: или           В. ц. начинается реакцией столкновения двух протонов (1H, или р) с образованием ядра дейтерия (2D). Дейтерий реагирует с протоном, образуя лёгкий изотоп гелия 3Не с испусканием гамма-фотона (g). 3Не может реагировать двумя различными путями: два ядра 3Не при столкновении образуют 4Не с отщеплением двух протонов либо 3Не соединяется с 4Не и даёт 7Ве. Последний в свою очередь захватывает либо электрон (е-), либо протон и возникает ещё одно разветвление протон - протонной цепочки реакций. В результате В. ц. может заканчиваться тремя различными путями I, II и III. Для реализации ветви I первые две реакции В. ц. должны осуществиться дважды, поскольку в этом случае исчезают сразу два ядра 3Не. В ветви III испускаются особенно энергичные нейтрино при распаде ядра бора 8В с образованием неустойчивого ядра бериллия в возбуждённом состоянии (8Ве*), к-рое почти мгновенно распадается на два ядра 4Не. В табл. приведены осн. параметры реакций В. ц.: Q - полное энерговыделение-, t - характерное время протекания реакций, энергия испускаемых нейтрино ev и её среднее и макс. ev,макс значения в случае, когда нейтрино испускаются в интервале энергий 0 < ev < ev,макс, а также концентрации по массе (X) участвующих в В. ц. промежуточных атомных ядер. Величины t и X рассчитаны для физ. условий, близких к ожидаемым в центре Солнца: при темп-ре 1,5.107К, плотности 100 г/см3 и равных концентрациях водорода и гелия по массе ХH = ХНе = 0,5. Скорости промежуточных реакций очень велики по сравнению со скоростью первой реакции В. ц. Поэтому 2D, 3He, 7Be, 7Li и 8В не накапливаются в сколько-нибудь заметных количествах. Примерно в 70% всех случаев В. ц. заканчивается ветвью I, в 30% - ветвью II, а на долю ветви III приходится менее 0,1% случаев. В последней строке табл. приведён итог В. ц.: каждая ветвь заканчивается образованием ядра 4Нe из четырёх протонов с испусканием двух нейтрино. При этом выделяется энергия 26,73 МэВ, из к-рой в среднем ок. 0,6 МэВ уносят нейтрино. Реакция Q, Мэв t, лет ev, Мэв; X 1H(p, e+ v)2D 1,44 8,2.109 = 0,26; ev,макс = 0,42 2D(p, g)3He 5,49 4,4.10-8  X(2D) = 2,7.10-18 3He(3He, 2p) 4He 12,86 2,4.105  X(3He) = 1,6.10-5 3He(4He, g)7Be 1,59 9,5.105   X(7Be) = 1,2.10-11 7Be(e-, g)7Li 0,862 0,30 ev = 0,862(90%), 0,383(10%); 7Li(p, 4He) 4He 17,348 3,8.10-5 X(7Li) = 1,5.10-15 7Be(p, g) 8B 0,137 1,0.102  X(8B) = 4.10-21 8B(e+ v)Be* 15,08 3,0.10-8 ; ev,макс = 14,06 2,99   26,73