Reazioni nucleari con altri elementi

From: Davide Campagnari <k.doenitz_at_email.it>
Date: 12 Dec 2004 03:37:29 -0800

Tetis ha scritto
> Quello che
> non ho chiaro e' se l'esplosione di supernovae si spiega in termini di
> fusioni conseguenti a questa fase implosiva, o se occorre ipotizzare
> reazioni termonucleari di altro tipo.

Aleph ha scritto
> Non l'ho chiaro nemmeno io. A quanto ne so si ipotizza che la contrazione
> del nucleo di Fe a seguito del collasso, dia luogo alla formazione di un
> "nucleo duro" di neutroni, in grado di arrestare il moto degli strati
> stellari pi� esterni, i quali vi rimbalzano sopra, generando una forte
> onda d'urto diretta verso l'esterno.

Le cose funzionano piu' o meno cosi': come avete gia' detto, alla fine
delle fusioni esotermiche (combustione del carbonio e dell'ossigeno e
photodisintegration rearrangement) arriviamo ad nucleo composto
essenzialmente di ferro (piu' tutti gli strati esterni "a cipolla", ma
facciamo finta di niente). Alle temperature presenti (>3x10^9 K) il
ferro puo' venire fotodisintegrato dai fotoni termici piu' energetici:
la perdita di energia conduce ad un collasso del nucleo, che si
addensa e riscalda.

Quando temperatura e densita' raggiungono determinati valori (vado a
memoria, ma non sono completamente sicuro: 8x10^9 K e 10^7 kg/cm^3) ha
luogo il "decadimento beta inverso", ovvero
   p + e --> n + \nu_e
A questo punto devo dire una cosa che non ho ancora sottolineato: la
maggior parte della pressione nel nucleo e' fornita dagli elettroni
degeneri. Chiaramente, il decadimento beta inverso sottrae pressione
(gli elettroni "spariscono") ed energia (i neutrini ne portano via).
Ecco quindi che inizia il collasso, in quanto i neutroni ed i protoni
non sono _ancora_ degeneri. Gli starti esterni si ritrovano quasi in
caduta libera (in realta'... non proprio... ma non mi riesce di essere
preciso ed al tempo stesso conciso).

Ad una densita' nell'ordine dei 10^11 kg/cm^3 (vado sempre a memoria)
i neutroni diventano degeneri, ed il collasso _del nucleo_ si arresta.
Gli strati esterni sono ancora in "caduta libera": come ha detto
Aleph, questi "urtano" contro il nucleo e l'onda d'urto che ne segue
espelle l'envelope della stella (non e' del tutto vero... leggete piu'
sotto). Durante questa fase possono nuovamente venire innescate
reazioni di fusione a strati, ma soprattutto ci sono flussi di
neutroni che portano alla formazione degli elementi pesanti tramite i
processi r. Poi, se il nucleo rimarra' una stella di neutroni o
collassera' ulteriormente, solo la massa lo decide...

Questo e' quanto, solo un pelino riassunto: tutta la fase del collasso
e' in realta' molto delicata, bisogna distinguere il collasso omologo
del nucleo esterno (velocita' inferiore a quella del suono) da quello
non omologo del nucleo interno; anche l'onda d'urto e' un processo
rognosetto, e dipende dalla massa del nucleo esterno, quello che
collassa in modo omologo: e' questo che effettivamente si "scontra"
con il nucleo interno e trasmette l'onda d'urto agli strati esterni...
che io sappia, poi, tutte queste differenze vengono analizzate
mediante simulazioni, e le simulazioni dipendono sempre dal modello
che si usa.

Davide Campagnari
Received on Sun Dec 12 2004 - 12:37:29 CET