Rambler's Top100Astronet    
  по текстам   по ключевым словам   в глоссарии   по сайтам   перевод   по каталогу
 
На сайте
Астрометрия
Астрономические инструменты
Астрономическое образование
Астрофизика
История астрономии
Космонавтика, исследование космоса
Любительская астрономия
Планеты и Солнечная система
Солнце

Распространенность элементов

- относительное ср. содержание (иногда говорят обилие) данного хим. элемента (нуклида) в космич. веществе. Под Р.э. часто понимают не только содержание к.-л. хим. элемента, но также и его отдельных устойчивых изотопов. Р.э. определяется на основании совокупности всех данных космохимии: изучения спектров Солнца и звезд, состава первичных космических лучей, хим. анализов метеоритов, лунного грунта, а также данных геохимии. Распространенность водорода и гелия оценивается с привлечением косвенных данных: расчетов внутр. строения звезд и выводов космологии. На рис. показана Р.э. в зависимости от атомной массы, нормированная т.о., чтобы распространенность кремния равнялась 106. Указаны также различные процессы образования элементов, рассматриваемые в ядерной астрофизике. Наибольшую распространенность имеет водород, за ним следует гелий (в земных и лунных породах, а также в метеоритах этих элементов мало, оттуда они улетучились).

Относительная распространенность нуклидов lg N (N - число
атомов, lg NSi=6) в зависимости от атомной массы
(по А. Камерону). Изотопы одного и того же элемента (вплоть
до Ge) соединены прямыми линиями. Различные символы
указывают на основные процессы синтеза нуклидов:
$\triangle$ - взрывное горение C, O и Si, $\bigcirc$ -
медленный захват нейтронов (s-процесс), + - быстрый
захват нейтронов (r-процесс), $\bigoplus$ - сравнимый
вклад s и r-процессов, $\Box$ - ядерное статистическое равновесие
(e-процесс). Нуклиды, образующиеся в других процессах,
отмечены точками. Штриховой линией соединены обойденные ядра.
Мало распространены в природе элементы Li, Be, B. В среднем Р.э. быстро падает с возрастанием атомной массы. На фоне этого падения выделяются очень высокий максимум для Fe и близко расположенные двойные максимумы, соответствующие элементам Kr и Sr, Xe и Ba, Pt и Pb, у к-рых есть изотопы либо с магич. числами нейтронов, либо получающиеся при радиоактивном распаде ядер с такими числами (см. Магические ядра). У обойденных ядер распространенность примерно на порядок ниже, чем у остальных. Ядра с четным массовым числом имеют обычно более высокую распространенность. Исключением служит изотопный состав Li и B в Земле и метеоритах, где преобладают изотопы с нечетным массовым числом (7Li и 11B).

Значения распространенностей наиболее обильных элементов приведены на рисунке и в таблице, в к-рой дополнительно указаны их концентрации по массе, т.е. массы элементов (в г) в 1 г космич. вещества. Для практич. целей кончентрации по массе водорода, гелия и всех остальных более тяжелых элементов, обозначаемые обычно как X, Y и Z, можно принять раными соответственно 0,77, 0,21 и 0,12.

Космическая распространенность наиболее обильных элементов (по А. Камерону, 1982)
Элемент Порядковый
номер
Ср. масса,
а.е.м.*
Распространенность
по числу атомов
([Si]=106)
Концентрация
по массе
H11,0087$2,66\cdot 10^{10}$0,774
He24,0024$1,8\cdot 10^9$0,208
C*612,01$1,11\cdot 10^7$$3,8\cdot 10^{-3}$
N714,01$2,31\cdot 10^6$$9,3\cdot 10^{-4}$
O816,00$1,84\cdot 10^7$$8,5\cdot 10^{-3}$
Ne1020,21$2,6\cdot 10^6$$1,5\cdot 10^{-3}$
Na1122,99$6,0\cdot 10^4$$4,0\cdot 10^{-5}$
Mg1224,31$1,06\cdot 10^6$$7,4\cdot 10^{-4}$
Al1326,98$8,5\cdot 10^4$$6,6\cdot 10^{-5}$
Si1428,09$1,0\cdot 10^6$$8,1\cdot 10^{-4}$
S1632,06$5,0\cdot 10^5$$4,6\cdot 10^{-4}$
Ar1836,28$1,06\cdot 10^5$$1,1\cdot 10^{-4}$
Ca2040,08$6,25\cdot 10^4$$7,2\cdot 10^{-5}$
Cr2451,97$1,27\cdot 10^4$$1,9\cdot 10^{-5}$
Mn2554,94$9,3\cdot 10^3$$1,5\cdot 10^{-5}$
Fe2655,85$9,0\cdot 10^5$$1,4\cdot 10^{-3}$
Ni2858,73$4,78\cdot 10^4$$8,1\cdot 10^{-5}$
Теоретич. истолкование Р.э. - одна из важнейших задач ядерной астрофизики. Преобладание в масштабах Вселенной водорода свидетельствует о том, что он - исходный элемент для ядерных процессов синтеза более тяжелых элементов. Р.э. от C до Ca, ядра к-рых могут быть составлены из целого числа ядер гелия ($\alpha$-частиц), весьма высока. Эти элементы образовались в результате термоядерных реакций (см. Ядерные реакции) в недрах звезд-гигантов, а также при термоядерных взрывах звезд. Максимум для железа - результат т.н. e-процесса, предшествующего вспышкам сверхновых звезд (см. также Гравитационный коллапс). Р.э., более тяжелых, чем железо, объясняется процессами захвата атмоными ядрами нейтронов (см. Нейтронный захват). Эти процессы захвата, протекающие в звездах, могут быть медленными (s-процессы) и быстрыми (r-процессы). Двойные максимумы вблизи магич. чисел служат убедительным доказательством существования в природе двух указанных процессов нейтронного захвата.

Резкое уменьшение Р.э. с ростом атомной массы объясняется ограниченной мощностью источников нейтронов. Ядра дейтерия D (тяжелого водорода $^2_1$H), Li, Be, B, а также обойденные ядра, вероятнее всего, представляют собой продукт как холодных ядерных реакций в неравновесной космич. плазме, так и взаимодействия нейтрино со звездным веществом. Особенно низкая Р.э. Li, Be и B связана с легким разрушением их при термоядерных реакциях. Как с точки зрения наблюдений, так и и с точки зрения теории не вполне ясны вопросы Р.э. гелия и дейтерияю Проблема гелия связана с общей космологией, т.к. согласно модели горячей Вселенной 20-30% первичного водорода (по массе) должно было превратиться в гелий еще в начальной стадии космологич. расширения Вселенной.

Лит.:
Тейлер Р.Дж., Происхождение химических элементов, пер. с англ., М., 1975; Новиков И.Д., эволюция Вселенной, М., 1979; Ядерная астрофизика, пер. с англ., М., 1985.

(Д.А. Франк-Каменецкий, Д.К. Надежин)


Глоссарий Astronet.ru


А | Б | В | Г | Д | З | И | К | Л | М | Н | О | П | Р | С | Т | У | Ф | Х | Ц | Ч | Ш | Э | Я 
Карта смысловых связей для термина РАСПРОСТРАНЕННОСТЬ ЭЛЕМЕНТОВ

Оценка: 2.6 [голосов: 90]
 
О рейтинге
Версия для печати Распечатать

Астронет | Научная сеть | ГАИШ МГУ | Поиск по МГУ | О проекте | Авторам

Комментарии, вопросы? Пишите: info@astronet.ru или сюда

Rambler's Top100 Яндекс цитирования