Опишите процесс ядерной реакции которая происходит в недрах солнца кратко

Обновлено: 03.07.2024

(Тер.Инк. N03-02, 18/01/2002) Вадим Прибытков, физик-теоретик, постоянный корреспондент Терры Инкогнита. Ученые прекрасно понимают, что термоядерные реакции, происходящие на Солнце, в целом заключаются в превращении водорода в гелий и в более тяжелые элементы. Но вот как совершаются эти превращения, абсолютной ясности нет, точнее, господствует полная неясность: отсутствует самое главное первоначальное звено. Поэтому придумана фантастическая реакция соединения двух протонов в дейтерий с выбросом позитрона и нейтрино. Однако такая реакция в действительности невозможна, потому что между протонами действуют мощные силы отталкивания. ----Что же в действительности происходит на Солнце? Первая реакция заключается в рождении дейтерия, образование которого происходит при высоком давлении в низкотемпературной плазме при близком соединении двух атомов водорода. В этом случае два водородных ядра на короткий период оказываются почти рядом, при этом они в состоянии совершить захват одного из.

Вадим Прибытков, физик-теоретик, постоянный корреспондент Терры Инкогнита.

Ученые прекрасно понимают, что термоядерные реакции, происходящие на Солнце, в целом заключаются в превращении водорода в гелий и в более тяжелые элементы. Но вот как совершаются эти превращения, абсолютной ясности нет, точнее, господствует полная неясность: отсутствует самое главное первоначальное звено. Поэтому придумана фантастическая реакция соединения двух протонов в дейтерий с выбросом позитрона и нейтрино. Однако такая реакция в действительности невозможна, потому что между протонами действуют мощные силы отталкивания.

----Что же в действительности происходит на Солнце?

Первая реакция заключается в рождении дейтерия, образование которого происходит при высоком давлении в низкотемпературной плазме при близком соединении двух атомов водорода. В этом случае два водородных ядра на короткий период оказываются почти рядом, при этом они в состоянии совершить захват одного из орбитальных электронов, который и образует с одним из протонов нейтрон.

Аналогичная реакция может протекать и при других условиях, когда протон внедряется в атом водорода. В этом случае также происходит захват орбитального электрона (К-захват).

Наконец может быть и такая реакция, когда на какой-то короткий период сближаются два протона, их совместных сил хватает на то, чтобы захватить пролетающий электрон и образовать дейтерий. Все зависит от температуры плазмы или газа, в которых протекают эти реакции. При этом выделяется 1,4 Мэв энергии.

Дейтерий является основой для протекания последующего цикла реакций, когда два ядра дейтерия образуют тритий с выбросом протона, или гелий-3 с выбросом нейтрона. Обе реакции равновероятны и хорошо известны.

Далее следуют реакции соединения трития с дейтерием, трития с тритием, гелия-3 с дейтерием, гелия-3 с тритием, гелия-3 с гелием-3 с образованием гелия-4. При этом выделяется большее количество протонов и нейтронов. Нейтроны захватываются ядрами гелия-3 и всеми элементами, у которых имеются связки из дейтерия.

Эти реакции подтверждаются и тем, что из Солнца в составе солнечного ветра выбрасывается огромное количество протонов высоких энергий. Самым замечательным во всех этих реакциях является то, что в ходе их не образуется ни позитронов, ни нейтрино. При протекании всех реакций выделяется энергия.

----В природе все происходит гораздо проще.

Далее из ядер дейтерия, трития, гелия-3, гелия-4 начинают формироваться более сложные элементы. При этом весь секрет заключается в том, что ядра гелия-4 не могут соединяться между собой непосредственно, потому что они взаимно отталкиваются. Их соединение происходит через связки из дейтерия и трития. Этот момент официальная наука также совершенно не учитывает и сваливает ядра гелия-4 в одну кучу, что невозможно.

Таким же фантастическим, как и официальный водородный цикл, является и так называемый углеродный цикл, придуманный Г.Бете в 1939 г., в ходе которого из четырех протонов образуется гелий-4 и, якобы, также выделяются позитроны и нейтрино.

В природе все происходит гораздо проще. Природа не придумывает, как теоретики, новые частицы, а пользуется лишь теми, которые у нее имеются. Как мы видим, образование элементов начинается с присоединения двумя протонами одного электрона (так называемый К-захват), в результате чего и получается дейтерий. К-захват является единственным методом создания нейтронов и широко практикуется и всеми остальными более сложными ядрами. Квантовая механика отрицает наличие электронов в ядре, но без электронов построить ядра невозможно.

Известно, что тепло вырабатывается на Солнце вследствие ядерных реакций. В чем суть этих загадочных процессов?

Большая часть привычного нам вещества состоит из молекул и атомов, например, из атомов железа или кислорода. В ходе химических реакций атомы элементов перестраиваются в новые молекулы, но сами не меняются. Долгое время считалось, что получить из атомов одного элемента атомы другого элемента (скажем, из свинца золото) невозможно. Однако в конце XIX в. были открыты ядерные реакции, в ходе которых изменяются сами атомы.

На Солнце происходят термоядерные реакции. Основной из них является протон-протонный цикл. Его суть заключается в том, что из водорода получается гелий. Сначала два протона (а протон – это название ядра водорода) сливаются друг с другом и образуют дейтрон – ядро дейтерия, одного из изотопов водорода. Далее дейтрон сталкивается ещё с одним протоном, в результате возникает изотоп гелий-3. Наконец, два ядра гелия-3 также сливаются, что приводит к образованию гелия-4 и освобождению 2 протонов. Получается, что в ходе цикла этих реакций из 4 протонов получается 1 ядро гелия-4, при этом выделяется некоторое количество энергии.

Для термоядерных реакций нужны особые условия. Дело в том, что протоны обладают положительным зарядом, поэтому они отталкиваются друг от друга. Ядра водорода должны обладать огромной скоростью, чтобы они смогли столкнуться, несмотря на противодействие электростатических сил. Скорость же элементарных частиц тем выше, чем выше температура вещества и его плотность. В ядре температура достигает 15 млн °С, а давление составляет 340 млрд атмосфер. Этого как раз достаточно для термоядерных реакций. Во внешних же слоях Солнца термоядерные реакции не идут, хотя там тоже весьма жарко.

С давних времен люди смотрели на небо и мечтали завести такой костер или светильник у себя дома. Так как же работает этот светильник, который носит имя Солнце?

До 20 века ученые всей Земли не могли объяснить тот факт, что уже многие тысячелетия Солнце продолжает гореть, не используя постороннего топлива. Но вот относительно недавно ученые дали ответ: Солнце получает свою энергию в результате ядерного синтеза или по-другому термоядерного синтеза. Солнце – громадное небесное тело, оно само по себе имеет сложное строение (см картинку), но основу составляет плазма изотопов водорода (Дейтерий и Тритий).

Плазма – ионизированный газ. Сами по себе эти атомы соединиться не могут, они отталкиваются друг от друга за счет Кулоновских сил, но т.к. солнце огромное небесное тело, то и в тоже мгновение эти атомы стремятся прижаться за счет силы притяжения. К счастью, наше светило находится в стабильном состоянии. На атомы водорода действует значительная сила, которая позволяет при их налете друг на друга соединиться в новое ядро гелия.

Мы можем посчитать сколько энергии высвобождается при такой реакции. Масса протона мы можем посмотреть в учебнике химии, физики или даже в некоторых таблицах Менделеева, там она будет равна 1,007825, значит, два протона в сумме должны иметь массу 2,01565, но она в реальности она равна 2,01410, т. е. меньше массы двух протонов на 0,00155 (разница происходит из-за дефекта масс). Путем недолгих вычислений мы узнаем, что это число равно 0,46 млн. электрон-вольт. Вот это количество энергии и выделяется при образовании дейтрона. Затем происходит реакция соединения двух дейтронов (см картинку). При образовании нового ядра гелия выделяется энергия в 5,5 Мэв. Затем, ядра гелия также могут попарно соединиться, и тогда уже выделиться большее количество энергии равное - 12,89 Мэв. За миллион лет наше Солнце потеряло лишь миллионную долю своей массы!

На этом все, подписывайтесь на канал, что бы не упустить новые и интересные статьи!

Температура поверхности Солнца определяется путем анализа солнечного спектра. Известно, что солнечное излучение является источником энергии всех природных процессов на Земле поэтому ученые определили количественную величину нагретости различных частей нашей звезды.

Интенсивность излучения в отдельных цветовых частях спектра соответствует температуре 6000 градусов. Такова температура поверхности Солнца или фотосферы.

Во внешних слоях солнечной атмосферы — в хромосфере и в короне — наблюдается более высокая температура. В короне она составляет примерно от одного до двух миллионов градусов. Над местами сильных вспышек температура на короткое время может достигать даже пятидесяти миллионов. Из-за высокой нагретости в короне над вспышкой сильно возрастает интенсивность рентгеновского и радиоизлучений.

Расчеты нагретости нашей звезды

Несмотря на то, что из недр Солнца не проникает ни один фотон, мы можем рассчитать температуру в любой точке в недрах звезды. Состав и строение Солнца более-менее известны ученым по расчетам. Расчеты показывают, что чем глубже проникать в недра, тем выше нагревается плазма.

Температура повышается с 6000 в фотосфере до 13 миллионов градусов в центре.

Нам известно, что чем выше нагревается вещество, тем быстрее движутся его частицы. Так, например, в фотосфере протоны и атомы водорода движутся со скоростью около 7 км/сек, а легкие электроны — со скоростью 300 км/сек. В короне и в раскаленном солнечном центре скорость протонов составляет около 350 км/сек, а электронов — 15 000 км/сек.

Самая низкая температура на Солнце наблюдается в области солнечных пятен. Большие пятна нагреты ниже 4000 С. Излучение 1 м 2 окружающей пятно белой фотосферы с 6000 градусов примерно в 5 раз интенсивнее излучения 1 м 2 самого пятна. По этой причине пятна нам кажутся темными или даже черными.

Любое тело, упавшее на Солнце, в самый короткий срок разложится на отдельные атомы, из которых отделяются электроны. На звезде материя может существовать исключительно в виде плазмы.

Превращение водорода в гелий как термоядерная реакция

Солнце нагревается и излучает тепло в связи с протекающей внутри термоядерной реакцией.

Термоядерная реакция происходит когда из более лёгких элементов образуются тяжелые. Это происходит только при высоком давлении и нагретости . Поэтому реакция и называется термоядерной.

Важнейшим процессом, протекающим на Солнце, является превращение водорода в гелий. Именно этот процесс является источником всей энергии Солнца.
Солнечное ядро отличается большой плотностью и очень высокой температурой. Часто имеют место резкие столкновения электронов, протонов и других ядер. Иногда столкновения протонов настолько стремительны, что они, преодолев силу электрического отталкивания, приближаются друг к другу на расстояние своего диаметра. На таком расстоянии начинает действовать ядерная сила, вследствие которой протоны соединяются с выделением энергии.

Четыре протона постепенно соединяются в ядро гелия, причем два протона превращаются в нейтроны, два положительных заряда освобождаются в виде позитронов и появляются две незаметные нейтральные частицы — нейтрино. При встрече с электронами оба позитрона превращаются в фотоны гамма-излучения (аннигиляция).

Разница в массах превращается в гамма-фотоны и нейтрино. Общая энергия всех возникших гамма-фотонов и двух нейтрино составляет 28 МэВ. Ученые смогли получить термоядерную энергию синтезом на Земле создав экспериментальный реактор.
В центре звезды происходит огромное количество подобных превращений. При этом примерно полмиллиарда тонн (точнее 567 миллионов тонн) водорода превращается в гелий. В то же время гелия, возникшего при этом, насчитывается всего лишь 562,8 миллионов тонн, то есть на 4,2 миллиона тонн меньше. Именно этот убыток массы за 1 секунду превращается в солнечное излучение фотонов.
Именно такое количество энергии Солнце излучает за одну секунду. Величина эта представляет собой мощность солнечного излучения.

Основными характеристиками всякой звезды являются ее масса М, радиус R и светимость L. Ближайшая к нам звезда − Солнце, масса которого М = 2·10 33 г, радиус R = 7·10 10 см, светимость L = 4·10 33 эрг/с.

12.1 Процессы на Солнце

Рассмотрим, какие процессы протекают на Солнце и как можно следить за этими процессами.

Рис. 94: Зависимость энерговыделения от температуры в звезде для рр- и CN-циклов.

Основные процессы в звездах − ядерные реакции, образующие рр- и CN-циклы. На рис. 94 показана связь между энерговыделением и температурой, характерной для этих циклов. Определяющим для Солнца является рр-цикл. Температура поверхности Солнца Т_п = 6·10 3 K, температура в центре Т_ц = 1.3·10 7 K. Главные компоненты этого цикла − водород и гелий. Это соответствует составу Солнца, в котором доля по числу ядер:
водорода 1 H = 91%,
гелия 4 Нe = 8%
углерода 12 С, азота 14 N, кислорода 16 O ~ 1%,
дейтерия 2 H и трития 3 H -4 %,
т.е. на Солнце нет дейтерия и трития и не может идти синтез изотопов водорода.
В результате реализации рр-цикла, реакции которого представлены ниже, выделяется термоядерная энергия

Е_т.я. = Δm/m·с 2 = 7·10 18 эрг/г.

Удельное энерговыделение солнечного вещества

ε = L/М = 2 эрг·г -1 ·с -1 .

Такое низкое энерговыделение характеризует процесс тления, а не горения.
Время жизни термоядерных реакций

р + р → 2 Н + е + + ν_e (E_ν - + р → 2H + ν_e (E_ν = 1.44 МэВ);
2 Н + р → 3 Не + γ + 5.49 МэВ;
3 Не + 3 Не → 4 Не + 2р +12.86 МэВ;
3 Не + р → 4 Не + ν_e + е + + 18.77 МэВ;
3 Не + 4 Не → 7 Ве + γ + 1.59МэВ;
7 Ве + е - → 7 Li + ν_e (E_ν = 0.862 МэВ);
7 Li + р → 2 4 Не + 17.35 МэВ;
7 Ве+р → 8 В + γ + 0.14 МэВ;
8 В → 8 Ве* + е + + ν_e (E_ν 8 Ве* → 2 4 Не + 3 МэВ.

Особое внимание в pp-цикле надо обратить на первую реакцию, которая протекает с очень малым эффективным сечением и определяется процессом слабого взаимодействия. Помимо энерговыделения в каждой реакции образуются нейтрино, уносящие часть энергии за пределы Солнца.
В термоядерном цикле образуется 2ν_e и выделяется энергия Q:

4p → 4 Не + 2е + + 2ν_e + 2γ + Q.

Этот процесс является итоговым для всего pp-цикла.

Предсказания Стандартной модели Солнца

Стандартная модель Солнца предсказывает следующие потоки нейтрино, образующиеся в разных промежуточных реакциях pp-цикла (табл. 16).
Главный источник нейтрино − pp-реакция, в результате которой образуются нейтрино с энергией E_ν 14.06 МэВ.

На рис. 95 показан поток нейтрино от Солнца на Земле. Из этих данных можно определить нейтринную светимость Солнца

Рис. 95: Поток нейтрино от Солнца на Земле в различных энергетических интервалах.
J_ν = 2L/(4πR 2 Q) ~ 7·10 10 см -2 ·с -1 , R = 1.5·10 13 см (1 а.е), ~ 1 МэВ

12.2 Хлор-аргоновый метод регистрации нейтрино от Солнца

В 1946 году Понтекорво предложил использовать реакцию взаимодействия нейтрино с хлором с образованием радиоактивного аргона для регистрации потока нейтрино от Солнца. Этот метод получил название хлор-аргонового метода и был реализован в 1964-1967 годах в экспериментах Дэвиса.

Порог реакции Е_пор = 0.81 МэВ, т.е. не все v регистрируются.
Бак объемом 400 м , наполненный хлор-содержащим веществом (610 тонн C₂Cl₄), помещался глубоко под землей. Атомы 37 Ar были растворены в общей массе детектора М = 2·10 30 атомов. Образующиеся в результате реакции атомы газообразного аргона пропускались через детектор, который имел размеры 5 см 3 .
Надо было зарегистрировать ~ 60 атомов за 3÷4 месяца, в течение которых шел эксперимент.
Чувствительность детектора:

Главный вклад в поток нейтрино составляли борные нейтрино 8 B с E_ν ~ 14 МэВ, образующиеся в рр-цикле. По всем типам нейтрино ожидалось, что скорость счета хлорного детектора
r = J_ν · σ_ν = 5.6 солнечных нейтринных единиц = 10 -36 атомов 37 Аг/атомов 37 С1.

Солнечная нейтринная единица (1 с.и.е. = 10 -36 атомов 37Аг/атомов 37С1 в с.

В табл. 17 представлены результаты расчетов скорости счета хлорного детектора г по Стандартной модели Солнца.

Результаты расчетов скорости счета хлорного детектора

Цикл Тип
нейтрино E_ν,
МэВ % в общем
потоке счет детектора % с.и.е. рр

12.3 Стандартная модель Солнца

Стандартная модель Солнца предполагает, что Солнце состоит из 3-х зон:

1 − внутренняя зона с ρ ~ 150 г/см 3 (конвективная)
2 − статическая радиационная зона, ρ;
3 − внешняя конвективная зона, ρ ~ 1.5 г/см 3 .

Внутренняя зона составляет малую часть звезды, но именно в ней протекают термоядерные реакции рр-цикла, и происходит выделение энергии: Е = 2 эрг/г·с. Ее размер R₁ = 10 -2 R,
T ~ 15· 10 6 K, давление Р ~ 10 9 атм. Энергия из этой зоны в результате слабой конвекции переносится в зону 2.
Статическая радиационная зона, размером R₂ − 0.7R, начинается от R₁. В этой зоне благодаря рентгеновскому излучению температура быстро убывает от 10 7 K до 10 6 K. Средняя длина свободного пробега рентгеновского излучения l~ 1/ρ æ₁ мм и диффузия от центра к поверхности занимает 10 6 ÷10 7 лет, т.е. идет очень медленно к зоне 3.
Внешняя зона содержит ~ 2% всей массы Солнца и температура Т в ней изменяется от 10 6 до 6·10 3 K. Наблюдается наружная часть этой зоны − фотосфера. Над этой зоной располагается хромосфера с ρ_хр = 3·10 -12 г/см 3 , затем идет корона ρ_к = 10 -15 г/см 3 .

Модель хорошо описывает экспериментальные результаты, но зависит от многих параметров, и для их получения необходимо прямое зондирование Солнца. Наиболее веским доказательством ее справедливости явилось бы прямое наблюдение солнечных нейтрино.
Итак, по модели поток нейтрино от Солнца должен был составить 5.6 с.н.е. (см. табл. 17). Эксперимент Дэвиса вместо 5.6 с.н.е. показал значение к = 1.4±0.4 с.н.е. с верхним пределом 2 с.н.е.
Аналогичные результаты были получены и в других экспериментах по регистрации солнечных нейтрино.

12.4 Галлий-германиевый и другие методы

Для регистрации нейтрино в галлий-германиевом методе используется реакция взаимодействия нейтрино с галлием, которая приводит к образованию германия:

71 Ga + ν_e → 71 Ge + e - .

Эта реакция имеет низкий энергетический порог: E пор = 0.23 МэВ, таким образом, регистрируются нейтрино из основной реакции

р + р → 2 Н + е + + ν_e,

в которой испускается больше всего нейтрино (77% ν_e).
Галлий-германиевый метод реализован в лаборатории, расположенной на Баксане под горой Чегет, где сосредоточено несколько тонн галлия, в котором реализуется реакция нейтрино с галлием. Эти эксперименты также показали нехватку нейтрино.
Для регистрации нейтрино используется еще литиевый метод.
В табл. 18 показана сравнительная эффективность этих методов для регистрации разных типов нейтрино.

Сравнительная эффективность
регистрации разных типов нейтрино

Наибольшая эффективность регистрации борных нейтрино реализуется в хлор-аргоновом методе ( 37 С1), наибольшая эффективность регистрации рр-нейтрино − в галлий-германиевом методе ( 71 Ga), pep-нейтрино − в литиевом методе ( 7 Li).
Все эксперименты, регистрирующие потоки нейтрино от Солнца, свидетельствуют о дефиците нейтрино, испускаемых Солнцем.

12.5 Дефицит нейтрино от Солнца

Обсуждались различные возможности результатов экспериментов, фиксирующих нехватку нейтрино от Солнца *.
Можно получить ограничения на параметры Солнца:

температура в центре Т_ц = 15·10 6 K;
доля 4 Не: Y = 20÷24%;
доля ядер С, N, О: Z ≤ 1% − это в 2 раза меньше, чем предполагалось;
доля CN-цикла не превышает 7% (если бы все нейтрино были из CN-цикла, то r = 27 с.н.е.).

Эти изменения могут быть сделаны в рамках Стандартной модели Солнца и не противоречат ей. Но можно предположить и другие возможности объяснения недостатка нейтрино.

ν − нестабильная частица и распадается, не долетев до детектора. В этом случае ее масса m_ν ≠ 0, Заметим, что астрофизический предел из модели Горячей Вселенной по степени ее расширения, которое замедляется, составляет m_ν 2 .
Если m_ν ≠ 0, то возможны осцилляции ν_μ↔ν_е с характерной длиной

где P_ν − импульс нейтрино, то, если l ~ 1 а.е. (радиус орбиты Земли), заметная часть нейтрино придет на Землю не в виде ν_е) а в виде ν_μ, которое не вызывает реакции с 37 Cl. ν_μ взаимодействуют только с нуклонами:

ν_μ + N = N' + μ

и E_ν = 100 Мэв, а таких нейтрино нет ни в рр- ни в CN-циклах. Наиболее обнадеживающим эффектом, приводящим к объяснению дефицита нейтрино, в настоящее время считается процесс осцилляции нейтрино. Ставится много экспериментов по поиску эффекта осцилляции. Опыты ставятся вблизи реакторов, где много нейтрино (в Гренобле и др.), либо с использованием ускорителей. В таких экспериментах пучок ускоренных частиц на неподвижной мишени генерирует π- и K-мезоны, среди продуктов распада которых присутствуют нейтрино. Эти нейтрино направляются на детекторы, располагающиеся на больших расстояниях от точки их возникновения. На пути к детекторам ν_е может превратиться в ν_μ или ν_τ. Если детектор настроен на регистрацию только одного типа нейтрино, то процесс превращения будет зафиксирован.

Свидетельство о существование трех типов нейтрино получено при изучении мод распада Z 0 -бозона в экспериментах по е + е - -аннигиляции на ускорителе LEP (см. рис. 33).
По модели Горячей Вселенной число нейтрино не может быть больше четырех.

Существуют и другие предположения, объясняющие дефицит нейтрино.

Возможно неточное знание сечений разных реакций в рр-цикле, например реакции

р + р → 2 Н + е + +ν_е, σ ~ 10 -47 см 2 .

Это − основная реакция рр-цикла. Она не наблюдалась в земных условиях, и ошибка в оценке ее сечения может достигать ~ 200%. Но эти нейтрино − низкой энергии, а в С1-детекторе считаются "борные" и "бериллиевые" нейтрино, и результат чувствителен к количеству этих нейтрино.

Почему их может быть мало?

Реакция 3 Н + 3 Не → 4 Нe + 2р идет через составное ядро 6 Ве (!) с энергетическим уровнем 11.5 МэВ. Эта реакция может иметь резонансный характер, если промежуточное ядро 6 Вe имеет узкий уровень. Тогда сечение этой реакции резко возрастет и побочные реакции рр-цикла (в которых образуются В и Be) будут сильно подавлены, а потоки нейтрино уменьшатся. Идет изучение этой реакции в лабораторных условиях, но пока нет достоверных результатов. Ее изучение осложнено малыми кинетическими энергиями вступающих в реакцию ядер 3 Не (~ 10 кэВ).

12.6 Астрофизические следствия экспериментов по обнаружению нехватки нейтрино от Солнца

На рис. 96 показано энерговыделение разных циклов в зависимости от температуры звезды:

ε_pp = 10 -5 ρХ 2 ·Т 4 ,

ε_CN = 3.5 ·10 -17 ρ·X·Z·Т 15 ,

ρ − плотность, Т − температура недр звезды в миллионах градусов, X, У, Z − доли ядер водорода, гелия и ядер CNO. Эта зависимость очень сильна для CN-цикла ε(T) ~ T 15 .

Рис. 96: Выход энергии в разных циклах в зависимости от температуры звезды.

В Белых и Голубых гигантах работает CN-цикл (см. рис. 98). Тройная гелиевая реакция также происходит в звездах с очень высокой температурой.
На Солнце преобладает рр-цикл. Для объяснения недостатка нейтрино от Солнца можно рассмотреть следующие возможности.

Видоизменить модель Солнца (изменить долю ядер 3 Нe в составе Солнца). Побочные реакции рр-цикл а могут быть подавлены, даже если доля 3 Нe велика. Но ξ = 3 Нe/ 4 Нe ~ 10 -4 . Не выгорает на стадии протозвезды − это возможно в центре Солнца, где высока температура.
Были сделаны предположения о разных долях 3 Не и их влиянии на процесс подавления В и Be (т.е. побочных циклов), но пока объяснений нет или они недоказаны.
Может быть, температура в центре Солнца меньше принятой по Стандартной модели. Уменьшение температуры также повлечет подавление высокоэнергичных В- и Ве-нейтрино. Это можно увидеть, исходя из следующих соображений. Потоки борных нейтрино зависят от температуры очень резко, что соответствует CN-циклу: J_ν8B ~ Т 18 . В pp-цикле потоки пропорциональны J_νpp ~ Т 4 . Это различие очень велико, что приводит к тому, что изменение Т всего на 5% уменьшает поток борных нейтрино в 2.5 раза, а поток рр-нейтрино только в 1.2 раза. Этого достаточно для объяснения экспериментов Дэвиса.
Однако даже такое незначительное уменьшение температуры в центре звезды Т_ц (всего на 0.5 млн. K) выходит за рамки Стандартной модели Солнца.
Нестационарность Солнца: солнечный реактор может работать более 200÷300 млн. лет, а период длится 10 млн. лет (рис. 97).

Рис. 97: Нестационарность работы солнечного реактора.

Конвективный процесс на Солнце идет ~ 10 6 ÷10 7 лет и выход нейтрино может прийтись на минимум работы солнечного реактора.

* Сегодня (2012 г.) из всех гипотез "выжила" только гипотеза осцилляции нейтрино. Она подтверждается большим количеством экспериментов (прим. Э. Кэбин).

Читайте также: