核聚变反应到铁就终止了,那么比铁重的元素都是怎么来的?( 二 )


核聚变反应到铁就终止了,那么比铁重的元素都是怎么来的?

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大质量恒星在演化末期(红超巨星) , 恒星内部聚集了许多铁元素 , 也存在密度很高的中子流(可达每立方厘米10^8个);于是铁-56俘获一个中子变为铁-57 , 然后铁-57的原子核发生β衰变(释放一个高能电子) , 生成比铁高一号的27号元素钴  , 也就是Co-57 , 然后Co-57继续通过中子俘获过程 , 生成更重的元素 。
慢中子所处温度低 , 中子俘获过程时间长 , 如果生成物的半衰期太短 , 生成物就会在下一次还没俘获中子前发生衰变 , 所以慢中子俘获过程只能生成一小部分超重元素;而快中子的俘获过程时间短 , 可以生成大量的超重元素 。
核聚变反应到铁就终止了,那么比铁重的元素都是怎么来的?

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大质量恒星在超新星爆发时 , 能达到100亿度以上的温度 , 此时快中子密度极高(可达每立方厘米10^23个) , 于是铁元素在超新星爆发中进行快中子俘获过程 , 可以生成大量的超重元素;或者在双中子星合并事件中 , 中子溃散后不久会衰变为质子 , 也能形成大量的超重元素 。
核聚变反应到铁就终止了,那么比铁重的元素都是怎么来的?

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所以 , 形成比铁更重的元素 , 就至少有三种方式:
(1)大质量恒星演化为红超巨星时 , 铁-56通过慢中子俘获过程 , 产生少量超重元素;
(2)双中子星合并事件中大量产生;
(3)超新星爆发时 , 通过快中子俘获过程大量产生 。
我们地球上有着各种各样的元素 , 一些超重元素还是人体不可缺少的微量元素 , 比如29号铜元素 , 存在于肌肉和骨骼当中;33号砷元素 , 存在于头发和皮肤中;34号硒元素 , 存在于心肌和骨骼肌中 。
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然而这些元素 , 归根到底来自于至少45亿(太阳系年龄)年前 , 某次超新星爆发或者双中子星合并事件;我们身体中的元素 , 就是超级爆炸中落入太阳系的余烬尘埃 。
然而这样的事件 , 每天都发生在宇宙当中 , 在我们银河系内平均每个世纪里 , 会有1~2次超新星爆发事件 。我们夜晚看到那条明暗相间的银河 , 其实就是无数次超新星爆发后 , 残留下来的物质挡住了银河系中心的光线 。
核聚变反应到铁就终止了,那么比铁重的元素都是怎么来的?

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在红外线望远镜下 , 这些残骸显现出明显的放射状 , 或许在某处就有另外一个文明 , 在观察我们的太阳系 。
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