Нуклеосинтез

1.

Проект на тему:
Нуклеосинтез
Выполнил работу ученик 10 класса:
Малютин Н.А.
Руководитель проекта:
Толстая Т.А.
МОУ «Верхневолжская СОШ»

2.

Введение:
Актуальность темы:
• Данная тема имеет важное значение в мире химии и физики, так
как изучение происхождения химических элементов поможет
лучше изучить их свойства.
Цель проекта:
• Рассказать о процессе нуклеосинтеза
Задачи:
• 1.Изучить литературу
• 2. Рассказать о процессе нуклеосинтеза

3.

• Вопрос о том, откуда мы взялись давно будоражил умы людей.
Однако, ответ на него нашли относительно недавно. 18 августа
1868 года, двум ученым — Пьеру Жансену и Норману Локьеру —
независимо друг от друга удалось обнаружить элемент, про
существование которого на Земле ничего не было известно. Имя
он получил соответствующее — гелий (от греч. “Солнце”). Это
открытие заставило ученых задуматься о том, как же появились
химические элементы на нашей планете. Позже, люди стали
догадываться, что вся энергия для их создания пришла извне – из
звёзд.

4.

Гипотезу о том, что энергия выделяется при превращении водорода в
гелий выдвинул в 1920 году Артур Эддингтон, после чего были
открыты цепочки реакций, характерные для этого процесса. В 1941
году Мартин Шварцшильд рассчитал модель Солнца с термоядерным
источником энергии и смог теоретически предсказать некоторые
наблюдаемые свойства Солнца — таким образом была подтверждена
теория термоядерного синтеза в недрах звёзд. Позже была открыта
возможность протекания других реакций в недрах звёзд, а в 1957 году
вышла статья B²FH, в которой было с хорошей точностью объяснено
происхождение большинства химических элементов. Но как же всё это
происходит и когда это все началось?

5.

• После большого взрыва в пространство выделилось огромное
количество частиц – кварков. Позже, они начали соединятся в
первые протоны и нейтроны, которые, в свою очередь, начали
собираться в первые атомы гелия. Однако, атомами он стали не
сразу, ведь до того момента, как они соединились с электронами
прошло 400 000 лет. Таким образом появились первые атомы в
молодой вселенной – водород и гелий, которые также являются
первыми элементами таблицы Менделеева.

6.

Однако, чтобы получились более тяжелые элементы, нужна более высокая
температура и давление. Таковая имеется в самом центре нашего светила –
Солнца. Именно там проходят термоядерные реакции, в результате которых
притягиваются и, как бы, «склеиваются» положительные протоны. И в
результате этого, один из них превращается в нейтрон. К ним приклеивается
еще один протон. Вскоре, это ядро находит себе другую пару протона и
нейтрона, из этого появляется один атом водорода и два атома гелия. Эти
реакции множатся в геометрической прогрессии, выделяя энергию,
излучаемую Солнцем и получаемую нами в виде солнечных лучей. Этот же
принцип, кстати, лежит и в работе термоядерной бомбы.

7.

. Но все же, на этом рассказ не заканчивается, ведь Солнце
продолжает увеличиваться в размерах, а в ядре продолжаются
удивительные реакции. В результате, в реакцию вступает гелий.
Два атома гелия склеиваются, образуя атом бериллия, а вскоре, и
вовсе углерод. Реакции продолжаются, образуя все новые и новые
элементы. Прошлые элементы становятся катализатором для
следующих реакций.

8.

Но вот на железе реакции прекращаются. Почему же? Да потому что протоны
и нейтроны в атоме железа скреплены наиболее сильно, нежели в других
элементах. После железа такими элементам, как, например уран, будет
затрачиваться энергия при образовании, в отличии от всех, кто шел до железа.
А вот после железа в таблице Менделеева начинается нечто уникальное. Как
было сказано, после железа элементы затрачивают энергию чтобы соединить
протоны и нейтроны. Причем энергию колоссальную. Чтобы создать такое
количество энергии нужно огромное давление.

9.

• А теперь посмотрим на то, что произойдет с Солнцем в момент
его смерти. Его ядро сожмётся, а электроны на орбитах вдавятся в
ядра атомов. Атомы превращаются в нейтроны и сжимаются
между собой, становясь огромным нейтронным шаром. После,
нейтронная звезда умирает и взрывается, разнося по Вселенной
свободные ядра, которые захватывают по пути протоны,
собираясь в более тяжелые элементы, которые и попали на
Землю. Таким образом, тяжелые элементы, такие как железо,
осели глубоко под землей, а более легкие элементы, такие как
кислород, поднялись наверх. Именно там, основные кирпичики
жизни на земле – азот, углерод и кислород, сложились в первые
клетки, а позже и в первые живые организмы.

10.

Но такова история зарождения всех элементов до урана. А что же дальше?
Вся остальная таблица была создана не где-нибудь, а здесь, на Земле. А
точнее, в циклотроне в городе Дубна. Это некое подобие адронного
коллайдера, только поменьше. Принцип его работы таков: в трубу
впрыскивают атомы тяжелых элементов, после их разгоняют по кругу до
огромных скоростей, а затем выстреливают ими в другие атомы. После
регистрируется создание нового элемента. Правда, ему очень тяжело
держат связи протонов и нейтронов, и вскоре, он распадается до более
простых элементов.

11.

Заключение:
Цель проекта, а именно изучить процесс нуклеосинтеза и его
природу, была достигнута.

12.

Источники и литература:
• https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%AF%D0%B4%D0%B5%D
1%80%D0%BD%D1%8B%D0%B5_%D1%80%D0%B5%D0%B0
%D0%BA%D1%86%D0%B8%D0%B8_%D0%B2_%D0%B7%D0
%B2%D1%91%D0%B7%D0%B4%D0%B0%D1%85
• https://nplus1.ru/material/2018/08/17/helium-jubilee
• https://spacegid.com/nukleosintez.html
• https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9E%D0%B1%D1%8A%D
0%B5%D0%B4%D0%B8%D0%BD%D1%91%D0%BD%D0%BD
%D1%8B%D0%B9_%D0%B8%D0%BD%D1%81%D1%82%D0
%B8%D1%82%D1%83%D1%82_%D1%8F%D0%B4%D0%B5%
D1%80%D0%BD%D1%8B%D1%85_%D0%B8%D1%81%D1%8
1%D0%BB%D0%B5%D0%B4%D0%BE%D0%B2%D0%B0%D0
%BD%D0%B8%D0%B9#%D0%AD%D0%BA%D1%81%D0%BF
%D0%B5%D1%80%D0%B8%D0%BC%D0%B5%D0%BD%D1%
82%D0%B0%D0%BB%D1%8C%D0%BD%D1%8B%D0%B5_%D
1%83%D1%81%D1%82%D0%B0%D0%BD%D0%BE%D0%B2%
D0%BA%D0%B8

13.

Спасибо за внимание!