Читать книгу Природа космических тел Солнечной системы - Дмитрий Николаевич Тимофеев - Страница 40

Гипотеза 30

Погружаться будут не только продукты ядерных реакций, но и ионизированный уран и торий. Ионизация элементов имеет много степеней. В результате разогрева звезды за период ее жизни поочередно образуется второй, третий, четвертый слои урана и тория и других элементов разной степени ионизации (рис. 29).

Рис. 29. Многоступенчатое нагревание ядра Солнца: 1 – слой с повышенным содержанием изотопа U 235; 2 – слой с повышенным содержанием ионизированного изотопа U 235⁺; 3 – слой с повышенным содержанием ионизированного изотопа U 235²⁺; 4 – зарождающееся нейтронное ядро

Ионизированный уран также будет распадаться с выделением энергии. Критическая масса U²³⁵ при повышении степени ионизации из-за увеличения плотности ионов будет меньше, что может привести к росту интенсивности цепных реакций в этих слоях. Это особенно будет проявляться в более массивных звездах, где даже при значительных температурах от больших сил гравитации межатомные расстояния малы. В процессе разогрева ядра звезды температура увеличивается, и количество слоев с большей степенью ионизации возрастает. Зона, где проходят реакции распада, представляет из себя пирог из большого числа слоев различного ядерного топлива U²³⁵, U²³³, Pu²³⁹…в разной степени ионизации, слоев изотопов других элементов, не обладающих свойствами цепного деления ядер и самых разных слоев продуктов ядерных реакций, как осколков деления, так и синтезированных изотопов. Между урановыми слоями первой, второй, третьей и далее степеней ионизации располагаются далеко не все ионизированные элементы таблицы Д. И. Менделеева, а только те, которые в температурных пределах каждого такого межслоевого пространства имеют те степени ионизации, при которых их плотности соответствуют плотностям веществ этого уровня. Например, гелий, кислород, азот никак не могут иметь свои слои в межслоевом пространстве между слоями урана U⁺ иU²⁺, поскольку они имеют энергии первой ионизации соответственно 24.58 эв, 13.6 эв, 14.53 эв, что намного больше, чем у U⁺– 6.08 эв. Поэтому здесь они не могут быть ионизированы из-за недостаточно высокой температуры, будут иметь плотности меньше, чем плотности в этом пространстве и поднимутся выше. Эта зона характерна как мощным уровнем разных видов радиации, так и значительным содержанием фотонного газа.

Возрастание количества фотонного газа при повышении температуры снижает плотность реагирующего вещества, чем также регулирует скорость выделения энергии.

В процессе реакций протекает мощный вертикальный массообмен вещества, вызванный образованием как восходящих потоков легкого вещества осколков деления с высокой энергией ионизации, например, гелия, так и образованием нисходящих потоков образовавшихся тяжелых ионов. Значительная гравитация в звездах приводит к сильнейшей сепарации изотопов по слоям, что стабилизирует их состояние. Толщины слоев зависят от количества изотопа того или иного вида и могут достигать нескольких десятков тысяч километров.