什么是三阿尔法过程(Triple-Alpha Process)？

三阿尔法过程是恒星耗尽氢燃料后，将氦原子核熔合成碳原子核和氧原子核的方法。启动三阿尔法过程需要10万以上的持续温度，当恒星由于氢的燃烧而开始在其核心积聚大量的氦“灰”时，就会发生这种情况。氦无处可去，也不产生自...

三阿尔法过程是恒星耗尽氢燃料后，将氦原子核熔合成碳原子核和氧原子核的方法。启动三阿尔法过程需要10万以上的持续温度，当恒星由于氢的燃烧而开始在其核心积聚大量的氦“灰”时，就会发生这种情况。氦无处可去，也不产生自己的能量，所以它在核心聚集并收缩。收缩会极大地增加热量和压力。在100兆赫时，三阿尔法过程，也就是氦燃烧，同修们站在一堆书后面，三阿尔法过程得名，因为这个过程是三个α粒子的聚变。α粒子是两个质子和两个中子结合在一起，这和氦原子核是一样的。在恒星核心巨大的压力下，两个氦原子核可以被诱导合成一个铍原子核，并在这个过程中释放出伽马射线。铍原子核是不稳定的，在2.6×10-16秒内，它又缩回到氦原子核中。但是如果不断产生足够多的铍原子核，最终，一颗恒星将与另一颗高能氦原子核合并，产生碳原子核，一个由六个质子和六个中子组成的原子核。在所有低质量到中等质量的恒星（太阳质量为0.6-10个太阳质量）中都会发生三重阿尔法过程。在红巨星阶段之后，它的特点是在氦核周围的压缩壳层中传统的氢燃烧，核心塌陷并开始燃烧氦，将恒星发射到赫兹普朗-罗素图（hertz-sprung-Russell diagram）的渐进巨分支中，该图比较了恒星的光度和光谱类型三α反应的速度强烈地依赖于核心的温度-反应速率是温度的30次方和密度的平方的乘积。在小恒星中，氦核的密度变得如此之高，以至于它变成了一种简并物质，温度的增加并不对应于温度的增加体积。这会导致一个失控的三α反应，称为氦闪光，其中60-80%的核心氦在几分钟内被焚化。对于较大的恒星，氦开始在碳核心外的壳层上熔合，阻止其达到简并物质状态。在这些较大的恒星中，最终碳燃烧开始

发表于 2020-09-17 21:40
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分类：科学教育

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