Procés alfa

El procés alfa és un dels dos tipus de reaccions de fusió nuclear pels quals els estels converteixen l'heli en elements més pesants; l'altre és el procés triple alfa. Mentre el procés triple alfa només li cal l'heli, el procés alfa es produeix quan l'estel ja ha produït carboni, a partir del qual pot sintetitzar altres elements més pesants, com es mostre en les reaccions següents:

${}_{\mathrm{6}}^{\mathrm{1}\mathrm{2}}\mathrm{C}+{}_{\mathrm{2}}^{\mathrm{4}}\mathrm{H}\mathrm{e}\to {}_{\mathrm{8}}^{\mathrm{1}\mathrm{6}}\mathrm{O}+\gamma +Q$, Q = 7.16 МeV

${}_{\mathrm{8}}^{\mathrm{1}\mathrm{6}}\mathrm{O}+{}_{\mathrm{2}}^{\mathrm{4}}\mathrm{H}\mathrm{e}\to {}_{\mathrm{1}\mathrm{0}}^{\mathrm{2}\mathrm{0}}\mathrm{N}\mathrm{e}+\gamma +Q$, Q = 4.73 МeV

${}_{\mathrm{1}\mathrm{0}}^{\mathrm{2}\mathrm{0}}\mathrm{N}\mathrm{e}+{}_{\mathrm{2}}^{\mathrm{4}}\mathrm{H}\mathrm{e}\to {}_{\mathrm{1}\mathrm{2}}^{\mathrm{2}\mathrm{4}}\mathrm{M}\mathrm{g}+\gamma +Q$, Q = 9.31 МeV

${}_{\mathrm{1}\mathrm{2}}^{\mathrm{2}\mathrm{4}}\mathrm{M}\mathrm{g}+{}_{\mathrm{2}}^{\mathrm{4}}\mathrm{H}\mathrm{e}\to {}_{\mathrm{1}\mathrm{4}}^{\mathrm{2}\mathrm{8}}\mathrm{S}\mathrm{i}+\gamma +Q$, Q = 9.98 МeV

${}_{\mathrm{1}\mathrm{4}}^{\mathrm{2}\mathrm{8}}\mathrm{S}\mathrm{i}+{}_{\mathrm{2}}^{\mathrm{4}}\mathrm{H}\mathrm{e}\to {}_{\mathrm{1}\mathrm{6}}^{\mathrm{3}\mathrm{2}}\mathrm{S}+\gamma +Q$, Q = 6.95 МeV

${}_{\mathrm{1}\mathrm{6}}^{\mathrm{3}\mathrm{2}}\mathrm{S}+{}_{\mathrm{2}}^{\mathrm{4}}\mathrm{H}\mathrm{e}\to {}_{\mathrm{1}\mathrm{8}}^{\mathrm{3}\mathrm{6}}\mathrm{A}\mathrm{r}+\gamma$

${}_{\mathrm{1}\mathrm{8}}^{\mathrm{3}\mathrm{6}}\mathrm{A}\mathrm{r}+{}_{\mathrm{2}}^{\mathrm{4}}\mathrm{H}\mathrm{e}\to {}_{\mathrm{2}\mathrm{0}}^{\mathrm{4}\mathrm{0}}\mathrm{C}\mathrm{a}+\gamma$

${}_{\mathrm{2}\mathrm{0}}^{\mathrm{4}\mathrm{0}}\mathrm{C}\mathrm{a}+{}_{\mathrm{2}}^{\mathrm{4}}\mathrm{H}\mathrm{e}\to {}_{\mathrm{2}\mathrm{2}}^{\mathrm{4}\mathrm{4}}\mathrm{T}\mathrm{i}+\gamma$

${}_{\mathrm{2}\mathrm{2}}^{\mathrm{4}\mathrm{4}}\mathrm{T}\mathrm{i}+{}_{\mathrm{2}}^{\mathrm{4}}\mathrm{H}\mathrm{e}\to {}_{\mathrm{2}\mathrm{4}}^{\mathrm{4}\mathrm{8}}\mathrm{C}\mathrm{r}+\gamma$

${}_{\mathrm{2}\mathrm{4}}^{\mathrm{4}\mathrm{8}}\mathrm{C}\mathrm{r}+{}_{\mathrm{2}}^{\mathrm{4}}\mathrm{H}\mathrm{e}\to {}_{\mathrm{2}\mathrm{6}}^{\mathrm{5}\mathrm{2}}\mathrm{F}\mathrm{e}+\gamma$

${}_{\mathrm{2}\mathrm{6}}^{\mathrm{5}\mathrm{2}}\mathrm{F}\mathrm{e}+{}_{\mathrm{2}}^{\mathrm{4}}\mathrm{H}\mathrm{e}\to {}_{\mathrm{2}\mathrm{8}}^{\mathrm{5}\mathrm{6}}\mathrm{N}\mathrm{i}+\gamma$

${}_{\mathrm{2}\mathrm{8}}^{\mathrm{5}\mathrm{6}}\mathrm{N}\mathrm{i}+{}_{\mathrm{2}}^{\mathrm{4}}\mathrm{H}\mathrm{e}+\gamma \to {}_{\mathrm{3}\mathrm{0}}^{\mathrm{6}\mathrm{0}}\mathrm{Z}\mathrm{n}$ (L'energia es consumeix i el nucli de l'estel s'esfondra)

Totes aquestes reaccions tenen una freqüència molt baixa i, per tant, no contribueixen significativament a la producció d'energia en els estels; amb elements més pesats que el neó (nombre atòmic > 10) encara té una freqüència més baixa a causa de l'augment de la força de repulsió electroestàtica.

El nom d'elements de procés alfa o elements alfa els elements els isòtops més abundants dels quals són múltiples sencers de la massa del nucli d'heli (partícula alfa). Els elements alfa són Z ≤ 22: (C, N), O, Ne, Mg, Si, S, Ar, Ca, Ti. Se sintetitzen per captura alfa en l'estat precursor de la fusió del silici superonoves de tipus II. El silici i el calci són elements purament de procés alfa. El magnesi es pot cremar per reaccions de captura protònica. Hi ha controvèrsia sobre la consideració de l'oxigen com a elelment alfa. L'oxigen és un element alfa en els estels de població II de baixa metal·licitat. Es produeix en supernoves de tipus II i el seu enriquiment està ben correlacionat amb l'enriquiment d'altres elements de procés alfa. Algunes vegades es considera el C i el N com a elements de procés alfa, ja que se sintetitzen en reaccions nuclears de captura alfa.

L'abundància d'elements alfa als estels s'expressa normalment en l'algoritme:

$[\alpha /Fe]={\log }_{10}{\left(\frac{N_{\alpha }}{N_{Fe}}\right)}_{Estel}-{\log }_{10}{\left(\frac{N_{\alpha }}{N_{Fe}}\right)}_{Sol}$,

On $N_{\alpha }$ i $N_{Fe}$ són el nombre d'àtoms d'elements alfa i Fe per unitat de volum.

Enllaços externs

• L'edat, la metal·licitat i l'abundància d'elements alfa de cúmuls globulars galàctics en models de població estel·lar simple Plantilla:Webarchive