Немного офф. Какие элементы могут вступать в термоядерные реакции?

[termoyad88]

Приветствую!

Извините за оффтоп, но просто на форумах по ядерной физике очень слабая посещаемость, поэтому я решил задать на форуме химиков.

Вопрос вот какой. В термоядерные реакции вступают только легкие элементы типа Н, Не, B, Li или необязательно только легкие? Может ли например Fe вступить в термоядерную реакцию например с Cu?

И меняется ли величина потенциального барьера термоядерной реакции с увеличением атомного номера?

Изменено 8 Марта, 2023 в 14:48 пользователем termoyad88

[yatcheh]

08.03.2023 в 17:48, termoyad88 сказал:

Приветствую!

Извините за оффтоп, но просто на форумах по ядерной физике очень слабая посещаемость, поэтому я решил задать на форуме химиков.

Вопрос вот какой. В термоядерные реакции вступают только легкие элементы типа Н, Не, B, Li или необязательно только легкие? Может ли например Fe вступить в термоядерную реакцию например с Cu?

И меняется ли величина потенциального барьера термоядерной реакции с увеличением атомного номера?

 

Синтез можно с любыми ядрами провести.

Другое дело, что железо - самый тяжёлый элемент, при синтезе которого ещё может какая-то энергия выделиться. У более тяжёлых ядер дефект массы уже положительный, и при их образовании энергия поглощается.

А потенциальный барьер растёт с зарядом ядра.

Изменено 8 Марта, 2023 в 15:24 пользователем yatcheh

[Paul_S]

08.03.2023 в 17:48, termoyad88 сказал:

И меняется ли величина потенциального барьера термоядерной реакции с увеличением атомного номера?

Растет по закону Кулона.

[termoyad88]

А элементарные частицы могут вступать друг с другом в реакции? Типа нейтрон с нейтроном? Ну или протон с нейтроном?

[Эрнест Шегельман]

 Процессы, в которых участвуют элементарные частицы, бесчисленны и разнообразны. Но за всеми процессами, которые наблюдались до сих пор, кроются фундаментальные взаимодействия всего лишь четырех типов: гравитационное, электромагнитное, слабое и сильное. Также называются и силы, обеспечивающие эти типы взаимодействия.
    Гравитационное взаимодействие универсально: в нем участвуют все частицы, имеющие массы. Но поскольку массы элементарных частиц малы, влияние гравитационных сил обычно не учитывается.
    Слабые силы действуют между всеми известными элементарными частицами. Сильные взаимодействия существуют только между кварками. Электромагнитные взаимодействия испытывают тольке электрически заряженные частицы.
    Хотя природа этих сил различна, механизм взаимодействия частиц одинаков − взаимодействие частиц происходит благодаря обмену другими частицами, которые называются переносчиками взаимодействия или квантами соответствующего поля. Так, при электромагнитных взаимодействиях происходит обмен фотонами (квантами электромагнитного поля), при слабых − W^± и Z -бозонами (квантами слабого поля). Все три бозона − тяжелые частицы: m_W = 80.8 ГэВ,
m_Z = 92.9 ГэВ. При сильных взаимодействиях происходит обмен глюонами (8 типов глюонов), при гравитационном − обмен гравитонами. Из-за слабости гравитационного взаимодействия до сих пор гравитоны не обнаружены.
    Расстояние r, на котором две частицы "чувствуют" присутствие друг друга, определяется массой переносчика взаимодействия m. Эта масса может быть определена из соотношения неопределенности: ΔEΔt ~ ћ, где ΔE = mc², a Δt = r/c. Отсюда r ~ ћ/mc . Поскольку массы гравитона, фотона и глюона равны нулю, гравитационные, электромагнитные и сильные взаимодействия должны были бы обладать бесконечным радиусом взаимодействия. Слабые взаимодействия имеют малый радиус взаимодействия: r_W ~ h/m_Wc ~ 2·10^-16 см.
    На расстояниях г << 10^-16 см, по-видимому, все силы ведут себя одинаково − они обратно пропорциональны квадрату расстояния: F ~ r^-2. Поэтому величина Fr^-2 характеризует интенсивность взаимодействия, независимую от расстояния (для r < 10^-16 см). В случае электромагнитного взаимодействия электронов удобнее интенсивность взаимодействия выражать в безразмерных величинах α =е²/ћc =l /137. Тогда вероятность любого акта электромагнитного взаимодействия пропорциональна α. Для кварков с дробным зарядом q вероятность электромагнитного         взаимодействия будет пропорциональна αq². Теория электромагнитных взаимодействий -квантовая электродинамика (КЭД).
    В случае сильных взаимодействий по аналогии с электродинамикой вводится константа сильного взаимодействия α_s= g_s²/ћc, где g_s − сильный (или цветовой) заряд является источником этих сил.
    Теория сильных взаимодействий строится аналогично КЭД, но называется квантовой хромодинамикой (КХД), и вот почему. В электродинамике имеется лишь один заряд е, отличающийся только знаком (+, −) для частиц и античастиц.
    Сильный заряд g_s кварков имеет три значения, т.е. кварки каждого аромата существуют в трех разновидностях. Принято говорить, что эти разновидности отличаются друг от друга своими цветами. Обычно говорят, что кварки бывают трех цветов: желтого, синего и красного. "Цвет" в этом случае − просто удобный термин для обозначения квантовых чисел, характеризующих кварки¹.
    Выбор трех основных оптических (желтого, синего, красного) цветов для обозначения зарядов кварков позволяет пользоваться наглядной оптической аналогией. Цветовые заряды антикварков сопряжены зарядам кварков. Иногда их называют антижелтым, антисиним, антикрасным, иногда − фиолетовым, оранжевым и зеленым в соответствии с известной последовательностью дополнительных цветов в оптическом спектре. Сумма одинаковых заряда и антизаряда равна нулю. Сумма трех зарядов взаимно дополнительных цветов также равна нулю. При таком подборе кварковых цветов адроны естественно называть бесцветными, белыми частицами. Барионы бесцветны, так как состоят из трех кварков взаимно дополнительных цветов. Мезоны представляют собой бесцветные суперпозиции кварков и антикварков. Таким образом, было принято называть заряды сильного взаимодействия − цветными, а теорию сильного взаимодействия − хромодинамикой.
    Итак, каждый кварк с определенным ароматом может иметь один из трех цветных зарядов: красный (к), желтый (ж), синий (с), и взаимодействие их сводится к обмену цветом. Поэтому переносчик сильного взаимодействия − глюон − должен быть двухцветным, т.е. он имеет цветной заряд. В этом заключается существенное отличие от электромагнитного взаимодействия, где переносчик взаимодействия фотон не имеет электрического заряда. Это обстоятельство имеет свои важные последствия.
    Явление поляризации вакуума приводит в КЭД к экранировке электрического заряда. Поясним это. Электрический заряд непрерывно испускает и поглощает виртуальные фотоны, которые могут порождать виртуальные электрон-позитронные пары. Заряд поляризует эти пары так, что исходный заряд оказывается частично экранированным распределенным в окружающем пространстве облаком виртуальных пар. На макроскопических расстояниях мы наблюдаем некоторый эффективный заряд е. По мере приближения к центру экранирующее действие пар ослабевает, что эквивалентно увеличению заряда, т.е. возрастанию "константы взаимодействия". Действительно, на расстоянии r = 10^-17 см константа электромагнитного взаимодействия α оказывается равной 1/129, а не 1/137 как при r >10^-13.

 

[Arkadiy]

Зачем здесь этот ликбез?

[Вадим Вергун]

09.03.2023 в 00:12, Arkadiy сказал:

Зачем здесь этот ликбез?

Скорее всего это бот. 

[Arkadiy]

08.03.2023 в 22:30, termoyad88 сказал:

А элементарные частицы могут вступать друг с другом в реакции? Типа нейтрон с нейтроном? Ну или протон с нейтроном?

Протон с нейтроном вступают в реакцию образуя дейтерон  Н-2 и тритон Н-3

[termoyad88]

В 09.03.2023 в 00:12, Вадим Вергун сказал:

Скорее всего это бот. 

Кто бот? Я не бот. Просто на форуме по физике пока дождешься ответа неделя пройдет. А здесь посещаемость очень высокая, поэтому и написал сюда. Многие химики и в физике тоже хорошо разбираются.

[Arkadiy]

09.03.2023 в 00:20, termoyad88 сказал:

Кто бот? Я не бот. Просто на форуме по физике пока дождешься ответа неделя пройдет. А здесь посещаемость очень высокая, поэтому и написал сюда. Многие химики и в физике тоже хорошо разбираются.

А гуглить не умеете?

Многие химики в физике разбираются лучше, чем физики в химии!

ВЫ не знаете, как получают трансурановые элементы? Лупят тяжелым ядром, например кальция  по мишени из америция! Получается ядро с суммарным зарядом и массой

Изменено 8 Марта, 2023 в 21:28 пользователем Arkadiy