Πώς δημιουργήθηκαν τα στοιχεία που περιέχει ο περιοδικός πίνακας;

Απο το physicsgg

Η κανονική ύλη του σύμπαντος αποτελείται από ταπεινά άτομα. Ο πυρήνας κάθε ατόμου περιέχει πρωτόνια, ο αριθμός των οποίων καθορίζει τις ιδιότητες του κάθε στοιχείου και ονομάζεται ατομικός αριθμός – συμβολίζεται με Ζ. Υπάρχουν πάνω 100 γνωστά στοιχεία που ταξινομούνται στον γνωστό μας περιοδικό πίνακα. Στο ερώτημα, ‘πως σχηματίστηκαν όλα αυτά τα στοιχεία;’ υπάρχει μία και μοναδική απάντηση: ‘διαμέσου πυρηνικών αντιδράσεων’. Διαφοροποιήσεις υπάρχουν μόνο στο πότε και πού.

1. Στα πρώτα λεπτά της Μεγάλης Έκρηξης

Στην αρχέγονη θερμή και πυκνή κατάσταση του σύμπαντος ξεκινώντας από την σύντηξη νετρονίων και πρωτονίων προς δευτέριο, στη συνέχεια σχηματίστηκε κυρίως το ήλιο (Ζ=4) και ελάχιστες ποσότητες άλλων ελαφρών πυρήνων.
Η αρχέγονη πυρηνοσύνθεση ξεκίνησε ένα δευτερόλεπτο μετά την Μεγάλη Έκρηξη και είχε διάρκεια περίπου τριών λεπτών. Μετά την πυρηνοσύνθεση της Μεγάλης Έκρηξης το σύμπαν περιείχε περίπου 75% υδρογόνο (Ζ=1), 24% ήλιο (Ζ=4), και πολύ μικρές ποσότητες δευτερίου, λιθίου και άλλων ελαφρών στοιχείων.

2. Στο εσωτερικό άστρων μεγάλης μάζας

Tα μεγάλης μάζας άστρα είναι και τα πιο βραχύβια. Εκρήγνυνται ταχύτατα προς σουπερνόβα τύπου II, δημιουργώντας άφθονα στοιχεία από τον άνθρακα (Z=6) έως το ζιρκόνιο (Z=40). 

 

Η ανατομία ενός άστρου με πολύ μεγάλη μάζα στην διάρκεια της ζωής του, με αποκορύφωμα έναν υπερκαινοφανή τύπου II όταν ο τελειώσουν τα πυρηνικά καύσιμα στον πυρήνα του. Το τελικό στάδιο της σύντηξης είναι η καύση του πυριτίου, παράγοντας σίδηρο, πριν ακολουθήσει η έκρηξη σουπερνόβα. Κατά την κατάρρευση του πυρήνα στα σουπερνόβα παράγονται στοιχεία έως Ζ=40.

3. Στο εσωτερικό άστρων μικρής μάζας

Τα μικρότερης μάζας άστρα, όπως ο ήλιος μας, μετατρέπονται σε γίγαντες. Πριν πεθάνουν, η αργή προσθήκη νετρονίων (διαδικασία s) παράγει στοιχεία από το στρόντιο (Ζ=38) μέχρι το βισμούθιο (Ζ=83).
Η δημιουργία ελεύθερων νετρονίων κατά την διάρκεια φάσεων υψηλής υψηλής ενέργειας στον πυρήνα ενός άστρου επιτρέπει την δημιουργία ένα προς ένα, στοιχείων του περιοδικού πίνακα, με απορρόφηση νετρονίων και ραδιενεργό διάσπαση. Αυτό συμβαίνει στα άστρα υπεργίγαντες και τα άστρα γίγαντες που εισέρχονται στην φάση του πλανητικού νεφελώματος διαμέσου της διαδικασίας s.

4. Στις εκρήξεις λευκών νάνων

Οι προσαυξήσεις και οι συγχωνεύσεις λευκών νάνων με άλλα άστρα, πυροδοτούν τις εκρήξεις που ονομάζονται σουπερνόβα τύπου Ia. Τότε παράγονται τα στοιχεία από το πυρίτιο (Ζ=14) μέχρι τον ψευδάργυρο (Ζ=30).
Οι δυο διαφορετικοί τρόποι για να προκύψει ένα σουπερνόβα τύπου Ia: το σενάριο προσαύξησης (αριστερα) και το σενάριο της συγχώνευσης (δεξιά). Το σενάριο της συγχώνευσης ευθύνεται για την παραγωγή των περισσότερων βαρύτερων στοιχείων στο σύμπαν, αλλά και για τον σίδηρο, που είναι το ένατο πιο άφθονο στοιχείο στο σύμπαν

5. Στις συγχωνεύσεις άστρων νετρονίων

Τα κιλονόβα είναι σύντομα αστρονομικά συμβάντα και προκύπτουν κατά την συγχώνευση άστρων νετρονίων (άστρου νετρονίων με μαύρη τρύπα). Σε αυτού του είδους τις συγχωνεύσεις δημιουργούνται διαμέσου της πυρηνικής διαδικασίας r τα βαρύτερα στοιχεία από το νιόβιο (Ζ=41) έως το πλουτώνιο (Ζ=94).
Ο χρυσός και τα άλλα βαριά στοιχεία του περιοδικού μας συστήματος μπορούν να σχηματιστούν είτε κατά τη διάρκεια της έκρηξης των σουπερνόβα ή κατά την συγχώνευση δυο άστρων νετρονίων.

6. Θρυμματισμός πυρήνων από κοσμικές ακτίνες

Υψηλής ενέργειας σωματίδια της κοσμικής ακτινοβολίας θρυμματίζουν βαρείς πυρήνες. Έτσι δημιουργούνται στο σύμπαν οι μεγαλύτερες ποσότητες των στοιχείων λίθιο (Ζ=3), βηρύλλιο (Ζ=4), και βόριο (Z=5).
Οι κοσμικές ακτίνες που παράγονται από αστροφυσικές πηγές υψηλής ενέργειας μπορούν να φτάσουν και στην Γη. Όταν μια κοσμική ακτίνα συγκρούεται με έναν βαρύ πυρήνα, από τον θρυματισμό του παράγονται ελαφρύτερα στοιχεία.

7. Από την ραδιενεργό διάσπαση πυρήνων

Ορισμένα ισότοπα είναι από την φύση τους ασταθή. Οι διασπάσεις τους παράγουν τεχνήτιο (Ζ=43), προμήθειο (Ζ=61) και πολλά στοιχεία βαρύτερα από τον μόλυβδο (Ζ=82).
Το στοιχείο κιούριο-247, με ατομικό αριθμό 96, παράγεται στα κατακλυσμιαία αστρικά φαινόμενα, αλλά δεν επιβιώνει σε πλανήτες όπως η Γη αφού έχει χρόνο ημι-ζωής 1.56×107χρόνια. Οι ραδιενεργές αλυσίδες διάσπασης όπως η παραπάνω μας δίνουν πολλά στοιχεία που δεν παράγονται με κανέναν άλλο φυσικό τρόπο.

8. Τεχνητά στοιχεία

Τα υπερουράνια στοιχεία από το πλουτώνιο (Ζ=94) και μετά, έως το Oganesson (Ζ=118), δημιουργούνται στα εργαστήρια από τους φυσικούς διαμέσου πυρηνικών αντιδράσεων.
O Yuri Oganessian (δεξιά) με τον Sir Martyn Poliakoff στον επιταχυντή που ο ίδιος και οι συνεργάτες του δημιουργούν τα υπερ-βαρέα στοιχεία του περιοδικού πίνακα, συμπεριλαμβανομένου και του στοιχείου Oganesson:


πηγή: https://bigthink.com/starts-with-a-bang/8-ways-elements-made/



https://physicsgg.me/2021/11/10/%cf%80%cf%8e%cf%82-%ce%b4%ce%b7%ce%bc%ce%b9%ce%bf%cf%85%cf%81%ce%b3%ce%ae%ce%b8%ce%b7%ce%ba%ce%b1%ce%bd-%cf%84%ce%b1-%cf%83%cf%84%ce%bf%ce%b9%cf%87%ce%b5%ce%af%ce%b1-%cf%80%ce%bf%cf%85-%cf%80%ce%b5/