Б.г.> Дейтерия и трития и гелия-3 в звёздах нет. Они там сгорают быстрее, чем образуются. Потому что реакции с участием дейтерия, трития и гелия-3 происходят без участия слабого взаимодействия - сколько нейтронов вошло, столько и вышло, и порядок скорости этих реакций - 10-24 секунды. А реакции с участием слабого взаимодействия, хоть протон-протонная, хоть CNO, ОЧЕНЬ медленные. В этих реакциях протоны становятся нейтронами, а это реально медленный процесс. Распад свободного нейтрона - тысяча секунд.
Б.г.> То есть, в тоннах-то дейтерия и трития в звезде много, потому что она звезда. А в процентах - десять в минус двадцать какой-то степени.
Ну что ты такое говоришь, откуда ты это взял? Какие десять в минус двадцать какой-то?!
Основными характеристиками всякой звезды являются ее масса М, радиус R и светимость L. Ближайшая к нам звезда − Солнце, масса которого М = 2·1033 г, радиус R = 7·1010 см, светимость L = 4·1033 эрг/с.
Рассмотрим, какие процессы протекают на Солнце и как можно следить за этими процессами.
Рис. 94: Зависимость энерговыделения от температуры в звезде для рр- и CN-циклов.
Основные процессы в звездах − ядерные реакции, образующие рр- и CN-циклы. На рис. 94 показана связь между энерговыделением и температурой, характерной для этих циклов.
// Дальше — nuclphys.sinp.msu.ru
дейтерия 2H и трития 3H < 10-4%
И это дейтерия и трития - гелия-3 намного больше! Посмотри хоть на состав солнечного ветра.
В нём гелия-3 - порядка 10
-5 %
Обрати внимание: в ветре доля водорода (96%) ощутимо выше, а гелия, всех изотопов суммарно (4%) - ощутимо ниже, чем общепринято для Солнца в целом! Можно ожидать, что в среднем по Солнцу доля 3He тоже выше, чем в ветре.
Реакции синтеза даже для D+T при тех условиях, что на Солнце, идут далеко не мгновенно - и температуры не ахти (всего-то 1 кэВ), и смесь не "чистая", как в реакторе (последнее может быть даже важнее) - т.е. столкновения достаточно быстрого дейтона (с максвелловского хвоста) с достаточно быстрым тритоном (тоже с максвелловского хвоста; ну конечно важны энергии в с.ц.м., но для простоты выразимся так) менее вероятны, между ними почти всегда встревает какой-нибудь протон, и обламывает всю малину. И тем более с 3He, где энергии нужны еще больше.
Описание несколько вольное, но как бы отражает характер:
Ядро дейтерия (дейтон) по своим свойствам похоже на ядро водорода, только тяжелее. Но в отличие от последнего в недрах звезды ядро дейтерия долго существовать не может. Уже через несколько секунд, столкнувшись еще с одним протоном, оно присоединяет его к себе, испускает мощный гамма-квант и становится ядром изотопа гелия, у которого два протона связаны не с двумя нейтронами, как у обычного гелия, а только с одним. Раз в несколько миллионов лет такие ядра легкого гелия сближаются настолько тесно, что могут объединиться в ядро обычного гелия, "отпустив на свободу" два протона.
Соответственно 3He постоянно присутствует в некой достаточно ощутимой доле (ну он просто обязан быть в каждый момент времени в ненулевом количестве, являясь промежуточной стадией цикла, а область горения - незамкнутая же), и вполне ухитряется не выгорать в ноль, диффундировать к периферии области горения в ядре, ну а там уже по всей негорящей конвективной зоне размешивается и выносится и на поверхность.
Какие именно там пропорции, какие профили концентраций по глубине - дело походу достаточно тёмное еще, но что никак не 10
-20 - очевидно.
Как пример - недавние свежие сомнения относительно содержания металлов:
Исследование, проведенное подземной лабораторией, изменяет представления физиков о внутреннем составе Солнца. «Хайтек» рассказывает, какие способы используют, чтобы заглянуть внутрь ближайшей к Земле звезды, почему результаты отличаются и что это значит.
// hightech.fm
С начала 2000-х годов измерения, проведенные с помощью спектроскопии и гелиосейсмологии начали расходиться. Первый метод измерения показывал более низкое содержание тяжелых элементов, чем анализ звуковых волн. Результаты наблюдения за нейтрино подтверждают теорию высокой металличности гелиосейсмографов: они говорят, что количество тяжелых элементов на 9-58% больше, чем предполагает теория на основе спектроскопии.
Одним из возможных объяснений таких различий в измерениях может быть разница в концентрации химических элементов на поверхности и внутри ядра звезды. Такую гипотезу предлагают астрофизики, опубликовавшие результаты своего моделирования в журнале Astronomy & Astrophysics. Они показали, что если Солнце в процессе формирования собирало материал с протосолнечного диска неравномерно, то металличность его ядра могла бы быть на 5% выше, чем на поверхности.
И старые сомнения относительно конкретно 3He - еще тех времён, когда не разобрались с дефицитом солнечных нейтрино:
ГЕЛИЙ В АСТРОФИЗИКЕ Одним из самых рациональных решений было бы попытаться примирить
// znaesh-kak.com
Одна из интерпретаций эксперимента Р. Дэвиса — ее развивают ленинградские физики под руководством профессора Г. Е. Кочарова — тоже не отвергает термоядерный синтез в недрах звезд.
Но в качестве термоядерного горючего предполагается использовать не только водород, но и гелий-3. Ведь синтез гелия-4 из гелия-3 (это происходит на одной из ступенек протон-протонного цикла) не сопровождается образованием нейтрино.
Значит, нужно искать косвенные доказательства этого превращения.
Если в недрах Солнца сгорает гелий-3, значит, этот изотоп присутствует и в солнечной атмосфере, и в околосолнечном пространстве. Стоит прислушаться к «дыханию» Солнца, как можно обнаружить гелий-3.
Наша Земля постоянно ощущает влияние процессов, происходящих на Солнце.
На Землю приходят не только солнечные свет и тепло, но и так называемый солнечный ветер — корпускулярное излучение солнечной поверхности: потоки ядер водорода, дейтерия, трития, изотопов гелия, а также более тяжелых химических элементов.
Особый интерес представляет излучение, возникающее во время солнечных вспышек, когда на сравнительно небольших участках поверхности Солнца отмечается кратковременное увеличение яркости.
Вспышки сопровождаются огромным выделением энергии не только в оптическом, но и в радио- и рентгеновском диапазонах, а также выбросом корпускулярного излучения.
Оказалось, что во время вспышек в околосолнечное пространство наряду с другими частицами попадает аномально большое количество гелия-3.
Например, во время вспышки, зарегистрированной 28 мая 1969 года, гелия-3 было обнаружено в 500—600 раз больше, чем тяжелых изотопов водорода. А в отдельных случаях его количество превышало даже концентрацию гелия-4.
С помощью ядерных реакций, протекающих на поверхности Солнца, трудно объяснить такое изобилие гелия-3. Это означало, что солнечное вещество, по крайней мере вблизи поверхности, тоже должно быть обогащено этим изотопом.
Участие гелия на Солнце
Участие гелия-3 в энергетике Солнца можно было бы представить следующим образом. Как пишет профессор Г. Е. Кочаров, «вначале происходит горение водорода и постепенное накапливание (особенно в удаленных от центра областях) гелия-3
Далее за счет перемешивания в центр поступает гелий-3, происходит перестройка структуры Солнца и основным источником энергии становится гелий-3.
После его сгорания температура в центре возрастает и энергия Солнца обеспечивается горением водорода с одновременной генерацией гелия-3. Далее опять скачкообразное перемешивание и т. д.».
Идея о принципиально новом термоядерном горючем в известной степени снята напряжение , связанное с отрицательным результатом эксперимента Р . Девиса.
Но у этой гипотезы были свои подводные камни.