A origem dos elementos quimicos

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Reações nucleares no Big-Bang
Reações de Fusão – são reações onde há junção de núcleos. Representação simbólica de algumas partículas “elementares”

1 0

n

Representa um neutrão

0 −1 1 1

e

Representa um eletrão

p ou H

1 1

Representa um protão

Reações nucleares no Big-Bang Nucleossíntese Primordial
+
1 1


1 0

+

γ
Radiação gama

H

n

Deutério

21H

+


1 0

+

γ
Radiação gama

Deutério

2 1H

n

3 1H
Trítio

+


1 1

+

γ
Radiação gama

Deutério

2 1H

H

3 2 He
Hélio −3

Reações nucleares no Big-Bang Nucleossíntese Primordial
+


2 1H 3 1H
Trítio

+
1 1

Deutério

2 1H

H

Deutério

+


2 1H 3 2 He
Hélio −3

+
1 0

Deutério

2 1H

n

Deutério

+


1 1+

γ
Radiação gama

3 1H
Trítio

H

4 2 He
Hélio − 4

Reações nucleares no Big-Bang Nucleossíntese Primordial
+


1 0

+

γ
Radiação gama

3 2 He
Hélio −3

n


4 2 He
Hélio − 4

+

+

γ
Radiação gama

4 2 He
Hélio − 4

3 1H
Trítio

7 3 Li
Lítio − 7

+


3 2 He
Hélio −3

+

γ
Radiação gama

4 2 He
Hélio − 4

Berílio − 7

7 4 Be Reações nucleares durante a evolução estelar – Nucleossíntese estelar

A ocorrência de reações nucleares provoca um efeito de expansão contrário ao da atração gravitacional, criando uma fase de grande estabilidade da estrela – Fase principal da vida de uma estrela.

Reações nucleares durante a evolução estelar – Nucleossíntese estelar
Na fase principal da vida de uma estrela: Coração daestrela – fusão do hidrogénio com formação de hélio Camadas exteriores – não há reações nucleares

0 +1

e

Representa um positrão – é a antipartícula do eletrão, por isso, com massa igual mas com carga simétrica.

ν

Representa um neutrino – são partículas elementares extremamente pequenas sem carga e praticamente sem massa

Reações nucleares durante a evolução estelar –Nucleossíntese estelar
O processo de fusão nas estrelas processa-se por etapas
1ª etapa – reação entre dois protões

1 1

H+ H→ H+
1 1 2 1 2 1

0 +1

e +ν

2ª etapa – reação de produção de hélio-3

1 H + 1H → 23He + γ

3ª etapa – reação entre dois núcleos de hélio-3

3 2

He + He → He + 2 H
3 2 4 2 1 1

Reações nucleares durante a evolução estelar – Nucleossíntese estelar
A faseprincipal de vida de uma estrela termina quando todo o hidrogénio se transforma em hélio. Como as forças que contrariam a força da gravidade deixam de existir o coração da estrela começa a contrair-se. Reaquece e permite novas reações nucleares – o hélio transforma-se em carbono e oxigénio.

4 2
4 2 4 2

He + He → Be
4 2 8 4
8 4 12 6

He + Be → C + γ He + C → O + γ
12 6 16 8

Reaçõesnucleares durante a evolução estelar – Nucleossíntese estelar
A energia libertada na fusão do hélio propaga-se a uma camada fina em volta do núcleo da estrela, aumentando a temperatura e permitindo a fusão do hidrogénio aí existente. Na fase de gigante vermelha de uma estrela: Coração da estrela – está a ocorrer a fusão do hélio em carbono e oxigénio Camada à volta do coração da estrela – fusão dohidrogénio em hélio Camada exterior expandida de cor vermelha – não há reações nucleares

Reações nucleares durante a evolução estelar – Nucleossíntese estelar
Estrelas como o Sol ou com massa 8 vezes menor

Sol

Diminui a temperatura Aumenta a luminosidade

Gigante Vermelha
Diminui a temperatura O hélio esgota-se logo acabam as reações de fusão

Anã branca
Muito densa e com poucocombustível nuclear, emite inicialmente um brilho que se vai extinguir, transformando-a num resíduo estelar frio e sem brilho

A parte central da estrela continua a contrair-se até se tornar denso e quente

Nebulosa Planetária
Parte exterior da estrela que sofreu expansão e fica com aspeto transparente e difuso

Reações nucleares durante a evolução estelar – Nucleossíntese estelar
Estrelas...
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