什么是三阿爾法過程(Triple-Alpha Process)？

三阿爾法過程是恒星耗盡氫燃料后，將氦原子核熔合成碳原子核和氧原子核的方法。啟動三阿爾法過程需要10萬以上的持續溫度，當恒星由于氫的燃燒而開始在其核心積聚大量的氦“灰”時，就會發生這種情況。氦無處可去，也不產生自...

三阿爾法過程是恒星耗盡氫燃料后，將氦原子核熔合成碳原子核和氧原子核的方法。啟動三阿爾法過程需要10萬以上的持續溫度，當恒星由于氫的燃燒而開始在其核心積聚大量的氦“灰”時，就會發生這種情況。氦無處可去，也不產生自己的能量，所以它在核心聚集并收縮。收縮會極大地增加熱量和壓力。在100兆赫時，三阿爾法過程，也就是氦燃燒，同修們站在一堆書后面，三阿爾法過程得名，因為這個過程是三個α粒子的聚變。α粒子是兩個質子和兩個中子結合在一起，這和氦原子核是一樣的。在恒星核心巨大的壓力下，兩個氦原子核可以被誘導合成一個鈹原子核，并在這個過程中釋放出伽馬射線。鈹原子核是不穩定的，在2.6×10-16秒內，它又縮回到氦原子核中。但是如果不斷產生足夠多的鈹原子核，最終，一顆恒星將與另一顆高能氦原子核合并，產生碳原子核，一個由六個質子和六個中子組成的原子核。在所有低質量到中等質量的恒星（太陽質量為0.6-10個太陽質量）中都會發生三重阿爾法過程。在紅巨星階段之后，它的特點是在氦核周圍的壓縮殼層中傳統的氫燃燒，核心塌陷并開始燃燒氦，將恒星發射到赫茲普朗-羅素圖（hertz-sprung-Russell diagram）的漸進巨分支中，該圖比較了恒星的光度和光譜類型三α反應的速度強烈地依賴于核心的溫度-反應速率是溫度的30次方和密度的平方的乘積。在小恒星中，氦核的密度變得如此之高，以至于它變成了一種簡并物質，溫度的增加并不對應于溫度的增加體積。這會導致一個失控的三α反應，稱為氦閃光，其中60-80%的核心氦在幾分鐘內被焚化。對于較大的恒星，氦開始在碳核心外的殼層上熔合，阻止其達到簡并物質狀態。在這些較大的恒星中，最終碳燃燒開始

發表于 2020-09-17 21:40
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分類：科學教育

什么是三阿爾法過程(Triple-Alpha Process)？

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