Պրոտոն-պրոտոնային ցիկլ

lang=en|ձախից|մինի|427x427փքս|Պրոտոն-պրոտոնային ցիկլ (ppI ճյուղ)
**Պրոտոն-պրոտոնային ցիկլ**, ջերմամիջուկային ռեակցիաների համախումբ է, որոնց ժամանակ  Հերցեպրունգ-Ռեսելի դիագրամի գլխավոր հաջորդականության աստղերում ջրածինը վերածվում է հելիումի։ CNO ցիկլի հիմնական այլընտրանքն է։ Պրոտոն-պրոտոնային ցիկլում գերակշռում են Արեգակի զանգվածի կարգի զանգվածներով կամ ավելի քիչ աստղերը, այդ աստղերում այն կազմում է թողարկված էներգիայի մինչև 98%-ը։

Ցիկլը սովորաբար բաժանվում է երեք հիմնական շղթայի՝ **ppI**, **ppII**, **ppIII**։ Էներգիայի ճառագայթման մեջնշանակալի ներդրում են ունենում միայն առաջին երկուսը։ Մնացած փոփոխությունները զգալի են միայն բարձր էներգիայով նեյտրինոների քանակը ճշգրիտ հաշվելիս։

## Պրոտոն-պրոտոնային ցիկլի արդյունքը
**PpI** շղթայի վերջնակարդյունքը, որը գերակշռում է 10-ից 14 միլիոն աստիճանի ջերմաստիճանում, հելիումի ատոմի միջուկն է, որը առաջանում է չորս պրոտոնների միաձուլման արդյունքում՝ պրոտոնների զանգվածի 0,7%-ին համարժեք էներգիայի անջատումով։ Ցիկլը ներառում է երեք փուլ։ Սկզբում երկու պրոտոններ, որոնք ունեն բավարար էներգիա` հաղթահարելու Կուլոնյան պատնեշը, միանում են, որպեսզի ստեղծեն դեյտրոն, պոզիտրոն և էլեկտրոնային նեյտրինո; ապա դեյտրոնը միանում է պրոտոնի հետ՝ կազմելով He միջուկը. Վերջապես, հելիում-3 ատոմի երկու միջուկները միանում են` կազմելով հելիում-4 ատոմի միջուկը։ Այս դեպքում անջատվում է երկու պրոտոն։

*  +  → <sup>2</sup>H +  +  + 0,42 MeV
* 2H +  → He +  + 5,49 MeV
* He + He → 4He + 2 + 12,85 MeV

Մյուս երկու շղթաները (**ppII** և **ppIII**) մասնակցում են ցիկլին ավելի բարձր ջերմաստիճաններում, քան **ppI- ն**։ Արեգակի վրա, ջրածնի մոտ 85% -ը վերածվում է հելիում-4-ի **ppI-ի** միջոցով։

Ժամանակը, որից հետո Արևը կօգտագործի իր ամբողջ «վառելիքը» և ջերմա-միջուկային ռեակցիան կդադարի, գնահատվում է 6 միլիարդ տարի։

ձախից|մինի|640x640փքս| Պրոտոն-պրոտոնի ցիկլը (բոլոր երեք շղթաները, ինչպես նաև hep և pep ճյուղերը):

## pp-ռեակցիա
Երկու պրոտոնների միացումը տեղի է ունենում 2 փուլով։ Նախ երկու պրոտոնները առաջացնում են դիպրոտոն ( \mathrm{^2H})։

: \mathrm{_1^1H} + \mathrm{_1^1H} \rightarrow \mathrm{_2^2He}

Դիպրոտոնը գործնականում միանգամից հետ է տրոհվում երկու պրոտոնի (պրոտոնի տրոհում), սակայն, ծայրահեղ հազվադեպ դեպքում, այն կատարում է բետա + տրոհում՝ վերածվելով դեյտրոնի միջուկ  \mathrm{^2H}։

:  \mathrm{_2^2He} \rightarrow \mathrm{_1^2H} + e{^+} + \nu_e 

Այսպիսով, ռակցիայի բանաձևը կլինի.

:  \mathrm{_1^1H + _1^1H} \rightarrow \mathrm{_1^2H} + e{^+} + \nu_e + \mathrm{0.42 MeV} 

## pep-ռեակցիա
Որոշ դեպքերում (Արեգակի վրա 0,25%, կամ 400-ից մեկ ռեակցիայի դեպքում) պրոտոնների միացումը դեյտրոնի միջուկում տեղի է ունենում ոչ թե պոզիտրոնի արտանետմամբ, այլ էլեկտրոնի կլանման միջոցով։ Երկու պրոտոնների և էլեկտրոնի այս միացումը կոչվում է pep-ռեակցիա (նախնական վիճակում մասնիկների համար); այս դեպքում ճառգայթվում է   էներգիայով մոնոէներգետիկ նեյտրինո՝ էլեկտրոնի գրավմամբ։

Էլեկտրոնի գրավման ընդհանուր բանաձևն ունի հետևյալ տեսքը՝  \mathrm{p}^+  + \mathrm{e}^- \rightarrow\mathrm{n} + {\nu}_e \, իսկ էլեկտրոնի գրավումը տեղի է ունենում դիպրոտոնի ներսում, մինչև դրա տրոհումը։

## hep-ռեակցիա
Սովորաբար, pp-ցիկլի երկրորդ ռեակցիայի ընթացքում՝ դեյտրոնի և պրոտոնի միացոմից հետո առաջացած հելիում-3-ի միջուկը փոխազդում է մեկ այլ 3He միջուկի հետ (ppI ճյուղ, 85% Արեգակի պայմաններում) կամ 4He (ppII և ppIII ճյուղերը, ընդհանուր մոտ 15% Արեգակի վրա)։  Շատ հազվադեպ դեպքերում (10 −5 % Արեգակի վրա) 3He գրավում է պրոտոն` հելիում-4 միջուկի, պոզիտրոնի և էլեկտրոնի նեյտրինոյի առաջացմամբ։ Այսպես կոչված hep-ռեակցիան (անունը He + p-ից է) հազվադեպ է, քանի որ այն տեղի է ունենում թույլ փոխազդեցության միջոցով. սկզբնական վիճակում գնվող երեք պրոտոններից մեկը պետք է վերածվի նեյտրոնի, մինչդեռ մրցակցող ռեակցիաները 3He + 3He և 3He + 4He՝ չնայած ավելի բարձր Կուլոնյան պատնեշի, կախված չեն նուկլոնների լիցքի փոփոխության հետ։

## Տես նաև
* Նուկլեոսինթեզ
* Ջերմամիջուկային ռեակցիա

## Ծանոթագրություններ

## Գրականություն
* Bethe, H. A., Critchfield, C. L., «The formation of deuterons by proton combination.» // Physical Review 54, no. 4 (1938): 248.
* E. E. Salpeter, Nuclear Reactions in the Stars. I. Proton-Proton Chain // Phys. Rev. 88, 547 — 1 November 1952 

## Արտաքին հղումներ
* 4. ГОРЕНИЕ ВОДОРОДА // Web — версия учебного пособия Б.C. Ишханов, И. М. Капитонов, И. А. Тутынь «Нуклеосинтез во вселенной» — М., Изд-во Московского университета. 1998.

Կատեգորիա:Աստղաֆիզիկա
Կատեգորիա:Ջերմամիջուկային ռեակցիաներ