Proses alfa ganda tiga

Proses alfa ganda tiga () atau proses alfa tigaan () ialah sekumpulan tindak balas lakuran nuklear di mana tiga nukleus helium-4 (zarah alfa) ditukarkan menjadi karbon.

Bintang-bintang yang berusia mula mengumpul helium yang dihasilkan oleh tindak balas berantai proton-proton dan kitaran karbon-nitrogen-oksigen di dalam teras mereka. Hasil lakuran nuklear lebih lanjut melibatkan helium dan hidrogen atau nukleus helium yang lain masing-masing menghasilkan litium-5 dan berilium-8. Kedua-dua nukleus tersebut adalah sangat tidak stabil dan mereput hampir serta merta kembali kepada nukleus yang lebih kecil. Apabila bintang mula kehabisan hidrogen untuk dilakur, teras bintang itu akan mula runtuh sehinggalah suhu terasnya mencapai 108 K (8.6 keV). Pada takat ini nukleus helium mula melakur bersama-sama pada kadar yang cukup tinggi untuk mengatasi kadar pereputan berilium-8, hasil lakuran tersebut, kepada dua nukleus helium. Ini bermakna di dalam teras bintang itu, sentiasa terdapat sedikit berilium-8 yang boleh melakur dengan satu lagi nukleus helium untuk membentuk karbon-12 yang stabil:

{|
|  +  → 
|  (−0.0918 MeV)
|-
|  +  →  + 2
|  (+7.367 MeV)
|}

Pelepasan tenaga bersih proses ini ialah 1.166 pJ.

Oleh sebab proses alfa ganda tiga ini jarang, penghasilan karbon yang banyak akan mengambil banyak masa. Satu kesan baginya ialah tidak terdapat jumlah karbon yang cukup banyak yang terhasil sewaktu Letupan Besar kerana dalam beberapa minit selepas Letupan Besar, suhu menurun di bawah takat yang perlu untuk lakuran nuklear.

Biasanya, kemungkinan berlakunya proses alfa ganda tiga adalah sangat rendah. Namun, keadaan asas berilium-8 mempunyai jumlah tenaga yang hampir sama dengan dua zarah alfa. Dalam langkah kedua, 8Be + 4He mempunyai hampir kesemua jumlah tenaga 12C dalam keadaan teruja. Resonans ini meningkatkan dengan banyaknya kemungkinan satu zarah alfa bergabung dengan berilium-8 untuk menghasilkan karbon. Kewujudan resonans ini telah diramalkan oleh Fred Hoyle sebelum pemerhatian sebenarnya, berdasarkan keperluan fizikal untuknya wujud, supaya karbon terhasil dalam bintang-bintang. Ramalan dan kemudiannya penemuan resonans tenaga dan proses ini memberikan sokongan yang sangat penting kepada hipotesis sintesis nuklear najam Hoyle, yang mengusulkan bahawa semua unsur kimia terhasil daripada hidrogen, unsur azali yang sebenar.

Kesan sampingan bagi proses ini ialah sesetengah nukleus karbon boleh melakur dengan helium tambahan untuk menghasilkan isotop oksigen yang stabil dan melepaskan tenaga:

  +  →  +  (+7.162 MeV)

Lihat proses alfa bagi butiran lanjut berkenaan tindak balas ini dan langkah-langkah seterusnya dalam rantaian sintesis nuklear najam.

Ini menghasilkan situasi di mana sintesis nuklear najam menghasilkan sejumlah besar karbon dan oksigen, tetapi hanya sebahagian kecil unsur-unsur ini ditukarkan kepada neon dan unsur-unsur yang lebih berat. Oksigen dan karbon merupakan 'abu' dalam pembakaran helium-4. Prinsip antropi telah digunakan untuk menjelaskan kenyataan bahawa resonans nuklear telah diatur secara jitu untuk menghasilkan karbon dan oksigen yang banyak dalam alam semesta.

Proses pelakuran hanya menghasilkan unsur-unsur sehingga nikel (yang kemudiannya mereput kepada besi); unsur yang lebih berat (yang berada selepas Ni) dihasilkan terutamanya melalui penangkapan neutron. Penangkapan neutron yang perlahan, proses-s, menghasilkan kira-kira separuh daripada unsur-unsur yang lebih berat. Separuh yang lain dihasilkan melalui penangkapan neutron yang pantas, proses-r, yang mungkin berlaku dalam supernova.

Lihat juga
 Denyar helium
 Tindak balas berantai proton-proton
 Kitaran CNO

Rujukan

Alfa ganda tiga
Sintesis nuklear