Детская энциклопедия
Том 1. Земля. Том 4. Растения и животные. Том 7. Человек. Том 10. Зарубежные страны.
Том 2. Мир небесных тел. Числа и фигуры. Том 5. Техника и производство. Том 8. Из истории человеческого общества. Том 11. Язык. Художественная литература.
Том 3. Вещество и энергия. Том 6. Сельское хозяйство. Том 9. Наша советская Родина. Том 12. Искусство.

С точки зрения старой химии, имеющей дело только с электронными оболочками атома, химия Солнца, по-видимому, очень проста. Но на Солнце протекают процессы ядерной химии, и в очень грандиозных масштабах.

Периодический закон Менделеева помогает разобраться в том, что происходит на Солнце (и, конечно, на звездах, похожих на наше Солнце) и какие превращения испытывают на Солнце атомные ядра. В его недрах, при немыслимо вы­соких температурах и давлении, атомы элемен­тов теряют почти все свои электроны. В условиях сжатого до огромной плотности газа, состоящего главным образом из протонов и электронов, ядер гелия и относительно неболь­шой примеси ядер и ионов других элементов, протоны могут вступать между собой и с ядрами других элементов в ядерно-химические реакции.

Солнце — это мир водорода. Ядра осталь­ных элементов окружены со всех сторон прото­нами (ядрами водорода) и могут сталкиваться почти исключительно лишь с протонами. Другие столкновения происходят значительно реже. Если скорости и энергия сталкивающихся атом­ных ядер достаточно велики, то при столкно­вении оба ядра сливаются и возникает новый элемент.

На Солнце протекает очень много различ­ных ядерных реакций. Далеко не все они хорошо изучены, о многих из них мы еще и не подозреваем.

Одна из известных нам ядерных реакций на Солнце имеет особое значение. Она определяет природу Солнца. Это реакция образования ге­лия из водорода. Она протекает различными путями. Протоны могут соединяться непосред­ственно друг с другом. При этом образуются ядра дейтерия (тяжелый изотоп водорода) и ге-лия-3 (легкий изотоп гелия). Реагируя с про­тонами, они образуют ядра гелия-4.

Но еще интереснее и важнее сложная ядер­ная каталитическая реакция — синтез гелия из водорода на углеродных атомах. Эта реакция протекает не сразу, а в несколько ступеней. Катализатором в этой солнечной реакции слу­жит углерод, точнее, его наиболее распро­страненный изотоп С12, тот самый, которого больше всего и на Земле.

Первая стадия реакции — соединение ядер водорода с ядрами изотопа углерод-12. При этом возникает атомное ядро с семью положительны­ми зарядами: у углерода их шесть, а с протоном добавляется еще один. Возникает атом нового элемента, ядро которого обладает семью заря­дами, а атомный вес увеличивается на единицу.

С таким атомным ядром ученые знакомы; на Земле его нет, но они уже умеют получать его искусственно.

Согласно правилу сдвига, элемент при уве­личении заряда ядра на единицу превращается в другой, занимающий в таблице Менделеева следующую по порядку клетку. Углерод-12, захватив протон, превращается в азот — в ра­диоактивный изотоп азота N13 (рис. 21). Пери­од его жизни невелик: за 10 минут он распада­ется наполовину. Выбрасывая позитрон и ней­трино, тяжелый азот превращается снова в тя­желый изотоп углерода—С13 (рис. 22). Не нуж­но думать, что это какой-то особенный «сол­нечный» углерод. Его много и на Земле: в земном углероде изотопа С13 около одного процента.

Образовавшееся ядро тяжелого углерода С13, подвергаясь новым ударам протонов, может слиться с тем из них, который обладает доста­точно большой энергией. При этом, как сле­дует из периодического закона, возникает ядро азота (рис. 23), но уже с большим атом-

348