Astronomie

Quels effets autres que le « défaut de masse » font que l'échelle alpha au-delà du fer-56/nickel-56 est endothermique ?

Quels effets autres que le « défaut de masse » font que l'échelle alpha au-delà du fer-56/nickel-56 est endothermique ?

De nombreuses sources affirment que la fusion au-delà du fer-56/nickel-56 (et certainement au-delà du nickel-62) est impossible car ils font partie des noyaux les plus étroitement liés. Par exemple, dans l'article de Wikipédia sur le pic de fer (https://en.wikipedia.org/wiki/Iron_peak), il est dit que :

Pour les éléments plus légers que le fer du tableau périodique, la fusion nucléaire libère de l'énergie. Pour le fer, et pour tous les éléments plus lourds, la fusion nucléaire consomme de l'énergie.

Cependant, lorsque vous calculez réellement le défaut de masse, l'échelle alpha serait exothermique jusqu'à Tin.

$$ Q=[m(Ni_{28}^{56})+m(He_{2}^{4})-m(Zn_{30}^{60})]c^2 $$ $$ Q=[55.942132022u+4.00260325415u-59.941827035u]m_uc^2 $$ $$ Q environ 2,709 MeV $$ $$$$ $$ Ni_{28}^{56} + He_{2}^{4} ightarrow Zn_{30}^{60} (+2,709 MeV)$$ $$ Zn_{30}^{60} + He_{2}^{4} ightarrow Ge_{32}^{64} (+2,587 MeV)$$ $$ Ge_{32}^{66} + He_{2}^{4} ightarrow Se_{34}^{68} (+2,290 MeV)$$ $$ Se_{34}^{68} + He_{2}^{4} ightarrow Kr_{36}^{72} (+2,151 MeV)$$ $$ Kr_{36}^{72} + He_{2}^{4} ightarrow Sr_{38}^{76} (+2,728 MeV)$$ $$ Sr_{38}^{76} + He_{2}^{4} ightarrow Zr_{40}^{80} (+3,698 MeV)$$ $$ Zr_{40}^{80} + He_{2}^{4} ightarrow Mo_{42}^{84} (+2,714 MeV)$$ $$ Mo_{42}^{84} + He_{2}^{4} ightarrow Ru_{44}^{88} (+2,267 MeV)$$ $$ Ru_{44}^{88} + He_{2}^{4} ightarrow Pd_{46}^{92} (+2,276 MeV)$$ $$ Pd_{46}^{92} + He_{2}^{4} ightarrow Cd_{48}^{96} (+3.030 MeV)$$ $$ Cd_{48}^{96} + He_{2}^{4} ightarrow Sn_{50}^{100} (+3.101 MeV)$$

J'ai terminé mon calcul ici car je n'ai pas pu trouver les masses d'autres isotopes qui, théoriquement, suivraient la chaîne. Je comprends que ceux-ci sont très instables et que leur fusion nécessiterait une immense quantité d'énergie pour franchir la barrière de Coulomb. Cependant, mon point est que, selon les calculs ci-dessus, une fois la barrière surmontée, la fusion serait en fait Libération l'énergie, pas la consommer. Alors, la notion de fusion au-delà des éléments du pic de fer est-elle endothermique fausse ou est-ce que je manque quelque chose ?


Il y a beaucoup de déclarations trompeuses dans Wikipedia et ailleurs sur Internet à propos de la nucléosynthèse (je suis occupé à chercher pour voir si j'ai dit quelque chose de similaire dans le passé !)

La raison pour laquelle la chaîne alpha ne s'étend pas de manière significative au-delà $^{56}$Ni est que pour surmonter la barrière de Coulomb, les températures doivent être si élevées que les noyaux des pics de fer soient désintégrés par les photons à ces températures.

Je suppose que le sens dans lequel la déclaration endothermique est vraie est lorsqu'on considère un noyau en nickel. Afin de produire des particules alpha, vous devez désintégrer des noyaux de Ni. Ce processus est hautement endothermique et ne peut pas être équilibré par une fusion ultérieure.

par exemple (Et c'est un peu simpliste) La photodésintégration d'un noyau Ni en 14 particules alpha nécessite 88,62 MeV. Ensuite, 14 réactions de fusion avec des noyaux de Ni, produisant du zinc, ne rendraient que 37,9 MeV. En revanche, la désintégration $^{52}$Fe en 13 particules alpha a besoin de 80,5 MeV, mais 13 réactions de fusion de $^{52}$Fe à Ni rendements 8,1 $x 13 = 105,3 $ MeV.