Большая Советская Энциклопедия (ТЕ)

	Реакция	Энерговыделение, Мэв	sмакс , барн (в области энергий £1 Мэв )	Энергия налетающей частицы, соответствующая sмакс , Мэв
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21	p + p ® D + e+ + v p + D ® 3 He + g p + T ® 4 He + g D + D ® T + P D + D ® 3 He + n D + D ® 4 He + g D + T ® 4 He + n T + D ® 4 He + n T + T ® 4 He + 2n D + 3 He ® 4 He + p 3 Не + 3 Не ®4 Не+2р n + 6 Li ® 4 He + T p + 6 Li ® 4 He + 3 He p + 7 Li ® 24 He + g D + 6 Li ® 7 Li + p D + 6 Li ® 24 He D + 7 Li ® 24 He + n p + 9 Be ® 24 He + D p + 9 Be ® 6 Li + 4 He p + 11 B ® 34 He p + 15 N ® 12 C + 4 He	2,2 5,5 19,7 4,0 3,3 24,0 17,6 17,6 11,3 18,4 12,8 4,8 4,0 17,3 5,0 22,4 15,0 0,56 2,1 8,6 5,0	10-23 10-6 10-6 0,16 (при 2 Мэв ) 0,09 — 5,0 5,0 0,10 0,71 — 2,6 10-4 6×10-3 0,01 0,026 10-3 0,46 0,35 0,6 0,69 (при 1,2 Мэв )	— — — 2,0 1,0 — 0,13 0,195 1,0 0,47 — 0,26 0,3 0,44 1,0 0,60 0,2 0,33 0,33 0,675 1,2

p — протон, D — дейтрон (ядро дейтерия ² H), Т — тритон (ядро трития ³ H), n — нейтрон, е+ — позитрон, v — нейтрино, g — фотон.

  Т. р. во Вселенной играют двоякую роль — как основной источник энергии звёзд и как механизм нуклеогенеза. Для нормальных гомогенных звезд, в том числе Солнца, главным процессом экзоэнергетического ядерного синтеза является сгорание Н в Не, точнее, превращение 4 протонов в ядро ⁴ He и 2 позитрона. Этот результат можно получить двумя путями (Х. Бете и др., 1938—39): 1) в протон — протонной (рр) цепочке, или водородном цикле; 2) в углеродно-азотном (CN), или углеродном, цикле (таблицы 2 и 3).

  Первые 3 реакции входят в полный цикл дважды. Времена реакций рассчитаны для условий в центре Солнца: Т = 13 млн К (по другим данным — 16 млн К), плотность Н — 100 г /см ³ . В скобках указана часть энерговыделения, безвозвратно уходящая с n.

  В CN-цикле ядро ¹² С играет роль катализатора. Для Солнца и менее ярких звёзд в полном энерговыделении преобладает рр-цикл, а для более ярких звёзд — CN-цикл.

Табл. 2. — Водородный цикл

Реакция	Энерговыделение, Мэв	Среднее время реакции
р + р ® D+e+ + v е+ + е– ®2g p + D ® 3 He + g 3 Не + 3 Не ® 4 Не+2р	2×0,164 + (2×0,257) 2×1,02 2×5,49 12,85	1,4×1010 лет — 5,7 сек 106 лет
Итого 4p ® 4 He + 2e+	26,21 + (0,514)

  Водородный цикл разветвляется на 3 варианта. При достаточно больших концентрациях ⁴ He и T > (10 ¸ 15) млн К, в полном энерговыделении начинает преобладать др. ветвь рр-цикла, отличающаяся от приведённой в таблице 2 заменой реакции ³ He + ³ He на цепочку:

³ He + ⁴ He ® ⁷ Be + g, ⁷ Be + e^– ® ⁷ Li + g,

p + ⁷ Li ® 2⁴ He,

а при ещё более высоких Т — третья ветвь:

³ He + ⁴ He ® ⁷ Be + g, р + ⁷ Ве ® ⁸ В + g,

⁸ B ® ⁸ Be + e⁺ + n, ⁸ Be ® 2⁴ He.

  Для звёзд-гигантов с плотными выгоревшими (по содержанию Н) ядрами существенны гелиевый и неоновый циклы Т. р.; они протекают при значительно более высоких температурах и плотностях, чем рр- и CN-циклы. Основной реакцией гелиевого цикла, идущей, начиная с T » 200 млн К, является так называемый процесс Солпитера: 3⁴ He ® ¹² C + g₁ + g₂ + 7,3 Мэв (процесс не строго тройной, а двухступенчатый, идущий через промежуточное ядро ⁸ Be). Далее могут следовать реакции ¹² C +⁴ Не ® ¹⁶ O + g, ¹⁶ O + ⁴ He ® ²⁰ Ne + g; в этом состоит один из механизмов нуклеогенеза. Возможность процесса Солпитера, а тем самым и нуклеогенеза большинства элементов (предпосылка возникновения всех форм жизни!) связана с таким случайным обстоятельством, как большая «острота» резонанса в ядерной реакции 3⁴ Не ® ¹² С, обеспечиваемая наличием подходящего дискретного уровня энергии у ядра ⁸ Be.

  Если продукты реакций гелиевого цикла вступят в контакт с Н, то осуществляется неоновый (Ne—Na) цикл, в котором ядро ²⁰ Ne играет роль катализатора для процесса сгорания Н в Не. Последовательность реакций здесь вполне аналогична CN-циклу (табл. 3), только ядра ¹² C, ¹³ N, ¹³ C, ¹⁴ N, ¹⁵ O, ¹⁵ N заменяются соответственно ядрами²⁰ Ne, ²¹ Na, ²¹ Ne, ²² Na, ²³ Na, ²³ Mg.

Табл. 3. — Углеродный цикл