Железный пик

Пик железа представляет собой локальный максимум в районе Fe ( Cr , Mn , Fe, Co и Ni ) на графике содержания химических элементов .

Для элементов, которые легче железа в таблице Менделеева , ядерный синтез высвобождает энергию . Для железа и всех более тяжелых элементов ядерный синтез требует энергии . Химические элементы вплоть до пика железа производятся в ходе обычного звездного нуклеосинтеза , причем альфа-элементы особенно распространены. Некоторые более тяжелые элементы производятся менее эффективными процессами, такими как r-процесс и s-процесс . Элементы с атомными номерами, близкими к железу, производятся в больших количествах в сверхновых вследствие взрывного синтеза кислорода и кремния с последующим радиоактивным распадом ядер, таких как никель-56 . В среднем более тяжелые элементы во Вселенной менее распространены, но некоторые из элементов, близких к железу, сравнительно более распространены, чем можно было бы ожидать, исходя из этой тенденции. ^[1]

Распространенность химических элементов в Солнечной системе. Наиболее распространены водород и гелий, образовавшиеся в результате Большого взрыва . Следующие три элемента (Li, Be, B) редки, поскольку плохо синтезируются при Большом взрыве, а также в звездах. Двумя общими тенденциями для остальных элементов, произведенных звездами, являются: (1) изменение содержания элементов, поскольку они имеют четные или нечетные атомные номера, и (2) общее уменьшение содержания по мере того, как элементы становятся тяжелее. «Пик железа» можно наблюдать у элементов рядом с железом как вторичный эффект, увеличивающий относительное содержание элементов с наиболее прочно связанными ядрами.

Энергия связи

График энергии связи ядра на нуклон для всех элементов показывает резкое увеличение до пика вблизи никеля, а затем медленное снижение к более тяжелым элементам. Возрастающие значения энергии связи представляют собой энергию, высвобождаемую при перегруппировке набора ядер в другой набор, для которого сумма энергий связи ядер выше. Легкие элементы, такие как водород, выделяют большое количество энергии (значительное увеличение энергии связи) при объединении с образованием более тяжелых ядер. И наоборот, тяжелые элементы, такие как уран, выделяют энергию при преобразовании в более легкие ядра посредством альфа-распада и ядерного деления . ⁵⁶
₂₈ Ни
является наиболее термодинамически выгодным в ядрах звезд большой массы . Хотя железо-58 и никель-62 имеют еще более высокую (на нуклон) энергию связи, их синтез не может быть достигнут в больших количествах, поскольку необходимое количество нейтронов обычно отсутствует в звездном ядерном материале, и они не могут быть произведены в альфа-процесс (их массовые числа не кратны 4).

См. также

Обилие элементов (страница данных)

Ссылки

^ Эриксон, Калифорния; Хьюз, Дж.; Фонтес, CJ; Колган, JP (2013). Прогресс в понимании элементов железного пика в остатках молодых сверхновых . Лос-Аламосская национальная лаборатория.

[erikson-1] Эриксон, Калифорния; Хьюз, Дж.; Фонтес, CJ; Колган, JP (2013). Прогресс в понимании элементов железного пика в остатках молодых сверхновых . Лос-Аламосская национальная лаборатория.

[1]