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核聚变能产生的元素最高是铁吗____核聚变产生核能

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为什么核聚变的最终元素是铁,恒星会变成一个大铁球吗?

恒星聚变的最终元素确实是铁,但铁却不是最终的元素,而恒星呢也会成为一个铁球,但却不全是铁球,要理清这个关系,必须来了解下这个过程。

原子拥有最稳定的原子核,是核聚变与核裂变的大质量恒星内部的核聚变到铁就停止了,最后在恒星中心形成一个不稳定的铁核,但是中小质量恒星由于温度太低,聚变过程根本到达不了铁元素。

核聚变能产生的元素最高是铁吗____核聚变产生核能
图片来源网络,侵删)

从而引发威力巨大的超新星爆发。简单地讲,就是恒星根本没有机会积累到足够的铁元素,在变成一个大铁球之前,恒星早就发生超新星爆发了。也正是因为如此,很多人都将铁元素称为“恒星杀手”。

因为铁组元素的核储存能量的效率比更轻和更重的元素的核都要高,所以比铁重的元素裂变和比铁轻的元素剧聚变都要释放能量,反之则相反。

类似太阳质量的恒星,在完成氢氦核聚变后,会演变成红巨星,在红巨星阶段进行更加剧烈的核聚变反应,恒星内核最终出现坍塌爆炸时产生铁元素,外部物质被抛离,留下白矮星。铁元素是绝大多数恒星的核聚变终点。

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我们在天上看到的星星,大多数都是发光的恒星,还有部分是经过恒星的光芒照射,然后产生反射的天体。那么恒星会永远存在吗?不,宇宙也是存在生命的,宇宙中的天体都有自己寿命极限,最后都会走向灭亡。

核聚变反应到铁就停了,比铁重的元素怎么来的?

恒星内部的核聚变反应,最多只能形成铁元素核,然后造成恒星引力不稳定超新星爆发,铁核捕获中子形成更重元素。宇宙中一切元素,除了氢元素是宇宙最元初的元素外,其他元素都是来源于恒星活动。

除了大质量恒星爆炸可以产生铁以上的重元素外,恒星级天体的撞击和一些喷射流也都可以产生重元素。“核聚变到铁元素就停止了这句话不能从字面上这么理解。不能理解成大质量恒星一旦产生铁元素就不再核聚变了。

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可能存在三种方式形成铁之后的元素:质量较大的恒星逐渐发展成为红超巨星这一阶段的时候,铁之后的-铁-56元素通过慢中子俘获这一科学理论过程,就会产生铁之后的超重元素,但是只会形成比较少。

所以铁元素之前的元素就是通过恒星内部发生核聚变才形成的。因此在132亿年前宇宙的诞生之初,只是有最简单的元素。

恒星核聚变最多到铁元素,那么比铁更重的重元素是如何产生的?

1、由于铁元素的比结合能最高,所以比铁更轻的元素核聚变时会释放出能量,理论上比铁更重的元素也可以进行核聚变,但核聚变时并不释放能量,而是吸收能量的,而且吸收巨大能量,普通的恒星无法提供重元素核聚变需要吸收的能量。

2、太阳在演化末期只能聚变到碳、氧元素,比太阳质量更大的恒星,聚变反应可以到硅元素。(4)对于大质量恒星(约10倍太阳质量),一直可以聚变到铁元素,然后聚变反应就终止了,因为铁的结合能是最高的。

3、同样的,如果引力还足够大,那还能继续引发核聚变反应。尤其是10倍太阳质量的特大恒星,它的核心核反应可以一直反应到生成铁,而由于内核的温度太高,使得整个恒星外围也在发生核聚变,而且每层都不一样,就像洋葱。

为什么一般恒星核聚变不会超过铁元素?

主要是取决于恒星的质量大小,像太阳这种恒星,在宇宙来说是很小也比较少见的恒星,它的质量只足以把氢聚变成氦,然后氢耗尽时就会把氦聚变成碳,再把碳聚变成氧,如此维持燃烧,是不会产生氮气的。。

当元素越来越重,聚变释放的能量越来越少,逐渐和核反应所消耗的能量相等,最终核反应停止。放出能量和消耗能量基本相等的反应就是生成铁元素的核反应,这就是恒星聚变不能产生原子量比铁更大的元素的原因。

聚变的极限不是铁,地球上存在比铁重的元素就是明证。理论上说,超重元素的核合成可能没有极限。在正常恒星中,聚变的极限是铁,与核结合能有关。

铁原子拥有最稳定的原子核,是核聚变与核裂变的大质量恒星内部的核聚变到铁就停止了,最后在恒星中心形成一个不稳定的铁核,但是中小质量恒星由于温度太低,聚变过程根本到达不了铁元素。

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