Читать книгу Природа космических тел Солнечной системы - Дмитрий Николаевич Тимофеев - Страница 35

Гипотеза 25

В глубине Солнца на слое урана постоянно появляются участки с высокой концентрацией U²³⁵, что приводит к цепным реакциям ядерного деления. Высвободившаяся энергия приводит к местным ядерным взрывам. Одновременно происходит большое количество взрывов в урановом слое и слоях других изотопов способных к цепным реакциям деления U²³⁵, U²³³, Pu²³⁹, Cf²⁴⁹. Большое количество энергии выделяется в результате распада ядер других тяжелых элементов, например U²³⁸, а также любых ядер тяжелых элементов Pt, Au, Hg, Tl, Pb, Bi от облучения, быстрыми нейтронами. Одновременно происходит синтез новых элементов при захвате нейтронов. Под действием нейтронов происходит превращение Th²³² в U^233, а U²³⁸ в Pu²³⁹. Этим пополняется запас ядерного топлива, способного к цепным реакциям деления. Возможны трансформации тория в протактиний, U²³⁸ в нептуний, и ряд других превращений.

Тяжелые ядра распадаются и выделяют энергию на Солнце, например, по следующей реакции:

U²³⁵+n→Ba¹³⁸+Kr⁸⁶

Уран очень богат нейтронами. Избыток нейтронов теряется либо при непосредственном излучении в ходе реакций деления, либо при запаздывающем излучении продуктов деления, либо при β^- излучении продуктов деления. Энергия полного деления в этом сложном процессе 194 Мэв для U²³⁵ и 201 Мэв для Pu²³⁹.

Горение Солнца началось за счет энергии цепных ядерных реакций распада, скопившихся до критического количества под действием гравитации масс тяжелых изотопов U²³⁵, U²³³, Pu²³⁹, при этом ядерные реакции протекают как в непрерывном режиме атомных реакторов, так и в импульсном режиме ядерных взрывов.

В ходе ядерных реакций образующиеся нейтроны могут распадаться с образованием протонов, при этом может синтезироваться элементарный водород, дающий термоядерные реакции с выделением 26 Мэв энергии. Энергия термоядерной реакции превращения водорода в гелий идет по следующей реакции:

4¹₁Н→⁴₂Не+2е⁺

Однако эта реакция термоядерного синтеза вторична, и может идти в ограниченном виде только при наличии реакций ядерного распада. Одновременно происходит большое количество взрывов в слоях U²³⁵, U²³³, Pu²³⁹. Весь уран одновременно взорваться не может, поскольку U²³⁸, из которого состоит основная масса слоя, не распадается по цепному механизму. Процесс ядерных реакций на Солнце в слое урана схематично (рис. 27).

Рис. 27. Области со сверхкритическими массами изотопов, способные к цепным реакциям деления, образующиеся в результате сепарации

В глубине Солнца обеспечиваются и высокое давление, и температура выше критической, что приводит к сепарационному расслоению элементов в порядке увеличения плотности с глубиной. Ранее показывалось, что элементы различаются по плотности атомов (табл. 1). Чередование гелиосфер газообразных элементов, в зависимости от давлений и температур, происходит как в зависимости от плотностей атомов, так и в зависимости от атомных масс. Огромная сила тяготения разделяет вещество Солнца по элементам, а также элементы в слоях разделяются по слоям изотопов. Верхние слои Солнца под атмосферой из водорода состоят из более холодных, не ионизированных слоев элементов, расположенных в последовательности увеличения атомного номера с увеличением глубины. Толщина этой зоны неизвестна, но если принять ее толщину в половину радиуса Солнца 348000 км, а количество элементов до урана – 91, то средняя толщина слоя каждого элемента составит 3824 километра. Вещество этих слоев до слоя урана не принимает участия в цепных ядерных реакциях.

Количество слоев раскаленных газообразных сфер стабильных изотопов около 300. Ядерные реакции деления урана, плутония и ряда других делящихся элементов непрерывно образуют до 200 видов радиоактивных осколков, которые также сепарируются на слои. По этой причине кроме 300 слоев стабильных изотопов существует дополнительно множество слоев радиоактивных нестабильных изотопов, таких как Sr⁹⁰, Cs¹³⁷, Sm¹⁵¹, Nb⁹⁴, Kr⁸⁵, Se⁷⁹ и др., которые, распадаясь, также выделяют тепловую энергию [Тимофеев, 2009 а].