Üçlü alfa süreci

Vikipedi, özgür ansiklopedi
Atla: kullan, ara
Üç alfa sürecinin genel betimlemesi.

Üç alfa süreci, üç helyum çekirdeğinin (alfa parçacıkları) karbona çevirilme süreci.

Yüksek helyum yoğunluğuna sahip yıldızlarda, 100.000.000 K sıcaklıkta, çekirdeksel kaynaşma bağlamında hızlı gerçekleşen bir tepkimedir. Dolayısıyla genelde yakıtının önemli bir kısmını harcayıp, helyum üretmiş olan yaşlı yıldızlarda gözlemlenir:

4He + 4He ↔ 8Be
8Be + 4He ↔ 12C + γ + 7.367 MeV

Bu sürecin erke (enerji) üretimi 7,275 MeV düzeyindedir.

Sürecin başlaması[değiştir | kaynağı değiştir]

Üçlü alfa süreci, hidrojen yakıt depolarını tüketmiş olan yaşlı yıldızlarda meydana gelir. Hidrojen füzyonunun tamamlanmasıyla hidrostatik dengesini kaybeden yıldızın merkezi büzülmeye başlar ve sıcaklık yüksek değerlere ulaşır. Sıcaklık helyum çekirdekleri arasındaki itme kuvvetini yenecek seviyeye geldiğinde helyum füzyonu başlar. İki helyum atomunun füzyonu sonucu berilyum oluşur. 2He4 → Be8

Ancak Be8 izotopu kararsız yapıdadır ve çok çabuk bozunur ( Be9 dengeli izotoptur).

Berilyum bozunma sorunu[değiştir | kaynağı değiştir]

Berilyumun kararsız yapıda olması, helyumun füzyon yoluyla daha ağır elementlere dönüşmesine engel teşkil eder. 1953 yılında Edwin Ernest Salpeter He4 ve Be8 elementlerinin çekirdekleri uyarıldığında benzer enerji seviyelerine sahip olduklarını, bu nedenle iki helyum çekirdeğinin füzyon sonucunda Be8 oluşturma olasılığının çok yüksek olduğunu ortaya koydu. Bu, Be8'in kendiliğinden bozunsa bile aynı hızla tekrar üretilebileceği anlamına geliyordu.

Ancak berilyumun karbona dönüşebilmesi için, Fred Hoyle'un aynı yıl ortaya attığı gibi, berilyum ile karbonun en yaygın izotopu olan C12'nin de çekirdekleri uyarıldığında en az bir ortak enerji seviyesine sahip olmaları gerekiyordu. Nitekim bu enerji seviyesinin varlığı 1954 yılında ispatlandı[1]. Böylece Be8 + He4 ↔ C12 reaksiyonu gerçekleşebilmektedir. Bu sürece Üçlü alfa süreci adı verilir.

Canlılık için önemi[değiştir | kaynağı değiştir]

Joseph Silk, Evrenin Kısa Tarihi[2] adlı kitabında üçlü alfa sürecinin canlılık için önemini şu şekilde belirtmiştir:

"Yıldızlardaki karbon üretimi yaşamın sırrıdır: vücutlarımızda bulunan karbon, milyarlarca yıl önce, şu anda çoktan ölmüş bulunan kırmızı dev yıldızların içinde üçlü alfa süreciyle oluşmuştur."

Referanslar[değiştir | kaynağı değiştir]

  1. ^ Burbidge, G., Burbidge, E. M., Fowler, W. A., Hoyle, F., Synthesis of the Elements in Stars, Reviews of Modern Physics, 29(4), 547-650, 1957
  2. ^ Joseph Silk, Evrenin Kısa Tarihi, 13. basım, Tübitak Popüler Bilim Kitapları, 2003.