В случае с более тяжелыми ядрами давление необходимое для синтеза относительно налетающего ядра с увеличением его заряда не увеличивается, как в случае рассмотрения кулоновских сил отталкивания и с ростом z2 и А2 и сил отталкивания остается почти постоянной за счет роста площади поперечного сечения налетающего ядра.
И даже в случае действия максимальных кулоновских сил в момент синтеза двух ядер с z=111 и А=272 значение которой достигает 8646,71 N (Н), давление необходимое для преодоления этой силы будет равняться 33,458 . 1030 Pa (Па).
Это значение ниже давления необходимого для синтеза двух протонов 44,87893 . 1030 Pa (Па), хотя сила отталкивания в этом случае всего 90,23 N (Н) в 95,8 раза меньше силы отталкивания между двумя ядрами с z=111 и А=272. Следовательно, в условиях звезд главную роль во время синтеза, ВОЗМОЖНО, играют не кулоновские силы, препятствующие этому синтезу, а давление, которое необходимо создать на площади поперечных сечений ядер участвующих в этом синтезе.
То есть увеличение кулоновских сил отталкивания с ростом количества протонов в ядрах компенсируется увеличением площади поперечного сечения ядра за счет увеличения числа нуклонов в этих ядрах.
Мы рассмотрели, как будет изменяться давление, действующее на налетающее ядро.
Но ядро с z1 и А1 так же участвует в синтезе. И так как оно неподвижно, то оно будет создавать давление, которое препятствует сближению двух ядер.
Какое же давление препятствующее синтезу будет создавать ядро с z1 и А1?
Для определения давления препятствующего синтезу заменим σ2, в формуле (2.97), на σ1 и формула (2.95) примет вид:
p1=FQ/σ1 (2.98)
где σ1 — площадь поперечного сечения ядра №1 находящегося в покое.
По формуле (2.98) построен график №G-2.15.
Давление необходимое, для преодоления кулоновских сил, при синтезе двух ядер, относительно площади поперечного сечения покоящегося ядра с Z1. Ядро с Z2 налетает.
Давление, необходимое для преодоления кулоновских сил отталкивания, при синтезе двух ядер, относительно площади поперечного сечения покоящегося ядра с Z1. (ядро с Z2 налетает)
(31) График № G-2.15
Как видно из графика № G-2.15, самое большое сопротивление для синтеза создает ядро водорода Н с z1=1 и А1=1, то есть протон.
Следовательно, при большой плотности материи в звезде, особенно в ее центральной части, наибольше сопротивление синтезу будут оказывать ядра водорода с z=1 и А=1, так как протон создает наибольшее давление сопротивления синтезу.
Как видно из графика № G-2.15, давление сопротивления синтезу ядер с количеством нуклидов два и более намного меньше, чем у протона (ядра водорода с z=1 и А=1) и
даже максимальные значения не превышают 35 . 1030 Pa (Па). Во время синтеза двух протонов давление сопротивления составляет почти 45 . 1030 Pa (Па). Что выше такого же параметра любого другого ядра периодической системы элементов (Менделеева).
Если даже мы возьмем за пример реакцию синтеза протона Р и ядра водорода Н с z=1 и А=2, наличие этой реакции в звезде не вызывает никакого сомнения. При давлении сопротивления около 17,5 . 1030 Pa (Па) мы видим, что в промежуток такого сопротивления входят ядра до заряда с Z=60 для налетающего ядра, то есть z2 и практически все ядра периодической таблицы для покоящегося ядра z1.
Это говорит о возможности синтеза тяжелых ядер.
Некоторые исследователи могут возразить и выступить против нашего подхода относительно анализа давления сопротивления синтезу вместо рассмотрения самой силы. Это вполне обоснованно, ведь при встрече двух ядер действует сила отталкивания и как бы мы ее не представляли, то ли в виде силы, то ли в виде давления — преодолевать ее надо. И этот довод справедлив. Но силу правомерно рассматривать при встрече двух отдельных ядер в окружающей среде или в вакууме. В таком случае действительно от рассмотрения действия сил никуда не деться, как раз для такого варианта и существует такой большой барьер отталкивания, чтобы не было хаотичного синтеза ядер в природе. Но в условиях звезд существуют другие условия, о которых мы уже говорили, в том числе высокая плотность и сжатие как статическое давление под воздействием гравитации, так и динамическое давление под действием динамических процессов во время термоядерного синтеза в верхних слоях атмосферы и излучения. А в этих условиях рассмотрение синтеза двух ядер без учета воздействия окружающей среды, условий и формы самой звезды некорректны. Поэтому мы считаем, что необходимо анализировать не только силу, препятствующую синтезу ядер, но и давление, которое создает эта сила. Так, при рассмотрении воздействия взрыва, рассматривают не только силу, но и давление ударной волны.
Рассмотрим второй случай, когда два ядра двигаются в точку встречи.
В этом случае необходимое давление для преодоления кулоновских сил необходимо считать относительно суммы поперечных сечений обоих ядер, участвующих в синтезе, тогда формула (2.95) примет вид:
(2.99)
Давление, необходимое для преодоления кулоновских сил, при синтезе двух ядер, относительно суммы площадей поперечного сечения, ядер участвующих в синтезе с Z1 и Z2.
(32) График № G-2.16
Давление, необходимое для преодоления кулоновских сил, при синтезе двух ядер, относительно суммы площадей поперечного сечения, ядер участвующих в синтезе с Z1 и Z2.
(33) График № G-2.17
По формуле (2.99) построены графики № G-2.16 и № G-2.17, из которых видно, что давление необходимое для синтеза ниже, чем в первом случае. Это снижение получено за счет увеличения площади поперечного сечения движущихся ядер. И в этом случае мы видим, что давление необходимое для синтеза двух ядер будет ниже давления необходимого для синтеза двух протонов. А если взять для сравнения синтез протона и водорода Н (с z=1 и А=2) – p(p+H)=2,98 . 1030 Pa (Па).
Максимальное значение давления необходимого для синтеза двух ядер с z=111 и А=272 будет p(111+111) =16,729 . 1030 Pa (Па), всего в 5,61 раза больше давления необходимого для синтеза протона и водорода Н (с z=1, А=2).
И как видно из графика, во время синтеза легких ядер с более тяжелыми ядрами, давление снижается. У более тяжелых ядер оно повышается, но ниже давления необходимого для синтеза двух протонов.
Так как мы одни из первых, кто пытается проанализировать изменения давления необходимого для синтеза, а готовых методик еще нет. Проведем усредненный анализ. То есть в формулу (2.95) подставим среднеарифметическую площадь поперечного сечения ядер, участвующих в синтезе и формула (2.95) примет вид:
(2.100)