요소는 별의 핵에서 핵 융합을 통해 만들어졌습니다. 별이 죽을 때, 그들은 폭발하여 요소를 주변 지역으로 분산시킵니다. 일부 요소는 자연스럽게 만들어졌으며 다른 요소는 인공 수단을 통해 만들어졌습니다.
제가 내 인생에서 읽은 가장 아름다운 것 중 하나는 우리가 말 그대로 별의 잔재라는 것입니다. Carl Sagan은“우리 DNA의 질소, 치아의 칼슘, 우리의 혈액의 철, 우리의 혈액의 철, 우리는 붕괴 된 별의 내부에서 만들어졌다”고 Carl Sagan은“우리는 별 물건으로 만들어졌다”고 말했다.
가장 가까운 스타 보육원 중 하나 인 오리온 성운. (사진 크레딧 :페레산츠 / 포톨리아)
생명을 구성하는 요소는 끔찍하고 폭발적인 죽음을 겪은 후 별의 흩어진 재입니다. 그래서 어떤면에서 그들은 당신이 태어날 수 있도록 죽었습니다. 그러나 주기성 테이블의 모든 요소가 별의 핵심에서 만들어진 것은 아닙니다. 몇몇은 그 밖에서, 본질적으로, 그리고 나머지는 우리에 의해 만들어졌습니다. . 먼저 일부는 핵심 내부에서 어떻게 만들어 졌는지 이해해 봅시다.
자연 요소
가장 가벼운 원소 수소와 헬륨은 먼지가 빅뱅 이후에 침전 될 때 생성되었습니다. 초기 별은 대부분이 수소 가스 자체가 붕괴되는이 수소 가스로 구성됩니다. 이 압축은 가스를 가열하고 원자를 서로 격렬하게 충돌시킵니다. 충돌은 가스를 더 가열하고 결국 수소 원자는 충돌하지 않고 리코 셰 뜨개질이 아니라 헬륨 원자를 형성하기 위해 퓨즈!
헬륨 원자의 질량은 2 개의 수소 원자의 결합 질량보다 작다. 나머지 질량은 아인슈타인의 e =mc 에 의해 크기가 주어진 에너지로 방출됩니다. ². 단일 융합 반응의 경우 크기가 작을 수 있지만 누적 총계는 엄청납니다. 이 과정을 핵 융합이라고합니다. 별을 빛나게하는 것과 동일한 원리는 통제 된 방식이지만 파괴적인 수소 폭탄 내부에서 복제됩니다.
결국, 별은 연료가 부족합니다. 모든 수소가 소진되었습니다. 그러나 압축 및 무리는 이제 헬륨 원자가 융합하고 베릴륨을 형성하도록 강요합니다! 결국, 베릴륨 원자는 철분이 코어에서 합성 될 때까지 융합하고 탄소를 형성 한 다음 산소를 형성해야한다. 이 시점에서 별은 태양의 질량의 2 ~ 3 배입니다. 그러나 철은 추가 융합을 거부하기 때문에 더 이상 중력의 압박을 막을 수 없습니다. 연료가없고 열이 넓어지면서 별은 식기 시작하고 수축하기 시작합니다.
수명의 마지막 단계에서, 별은 모든 무거운 요소가 단지 10 마일의 반경을 가진 구체에 클러스터되므로 입방 인치 당 수백만 톤을 얻을 수 있습니다. 그러나, 추가 수축은 별을 무한 밀도의 지점으로 무너 뜨린다! 그러나 블랙홀로 붕괴되기 전에, 그것은 옥탈 리온 (10²) 원자 폭탄의 에너지로 격자 적으로 폭발합니다!
초신성은이 짧은 시간에 엄청난 양의 에너지를 방출하여 우주에서 가장 강력한 사건이됩니다. (사진 크레딧 :ESO/A. Roquette/Wikipedia Commons)
별의 폭발적인 죽음은 초신성이라고하며 우주에서 목격 할 수있는 가장 거대한 폭발입니다. 코어 내부의 모든 요소는 주변 환경에 심하게 분산됩니다. 또한 방출 된 열이 너무 강해서 요소가 핵심 내부에서는 이전에는 불가능했던 원소가 핵 반응을 겪습니다. 요소는 우연한 중성자로 인해 더 많은 요소를 만들기 위해 중성자로 충격을받습니다. 철은 금으로 바뀌어 우라늄이 형성 될 때까지 가장 무거운 자연적으로 합성 된 요소가 될 때까지 납으로 바뀝니다. 따라서 파괴는 창조를 낳습니다.
인공 요소
전체 태양계는 초신성에 의해 분산 된 유사한 잔해에서 생성되었습니다. 태양뿐만 아니라 8 개의 행성과 그 주위에 헌신적으로 회전하는 난쟁이를 형성하기 위해 발생하는 엄청난 양의 먼지와 잔해를 상상할 수 있습니까?
그러나 내가 말했듯이 모든 요소가 코어 나 외부에서 생성되는 것은 아닙니다. 우라늄은 92 번째 요소이므로 다른 27 봄은 어떻게 존재 했습니까? 플루토늄과 네트 튜늄은 초신성에서 합성 될 수 있지만, 그 흔적은 실질적이지 않을 수 있습니다. 이러한 요소는 자연적으로 합성 될 수 있습니다. 아마도 별들은 우리가 할 수있는 것보다 훨씬 무거운 요소를 만들지 만,이 요소들은 몇 마이크로 초 이상 살아남을 수 없습니다. 그들은 즉시 더 가벼운 요소로 부패합니다.
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그런 다음 사람은 기술이 충분히 충분했을 때 자연의 법칙을 자신의 손에 맡겼습니다. 우라늄보다 무거운 원소는 단순히 사이클로 트론에서 고속 중성자로 우라늄을 폭격하여 만들어졌습니다. 연쇄 반응은 17 개의 중성자를 포함 할 수 있습니다. 그러나이 과정은 또한 지구 아래의 '자연'원자로 또는 대량의 우라늄 퇴적물에서도 발생할 수 있습니다. 지구상의 빈약 한 플루토늄과 Neptunium의 빈약 한 양은 우라늄 퇴적물에서 발견되어 10 억 년 전에 우라늄이 자유 중성자로 튀어 나왔을 때.
그러나 Fermium (100)은 핵 폭격에 의해 위조 될 수있는 마지막 요소입니다. 초성애 요소는 Cyclotrons보다 더 우수하게 발전된 입자 가속기의 개발 후에 만 생성 될 수 있습니다. 새로운 요소는 중성자가있는 존재하는 원자를 폭격하는 것만으로도 생성되지 않았지만 전체 원자 . 헬륨 (2) 및 아인슈타이늄 (99) 또는 노벨륨 (102), 네온 (10) 및 우라늄 (92)을 융합하여 합성 된 멘델 레움 (101)을 고려하십시오. 또는 118 번째 요소 인 Oganesson은 Californium (98)과 칼슘 (20)을 융합하여 만들어졌습니다.
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아직 대답하지 않은 질문은 더 무거운 요소를 합성하는 데 한계가 있는지 여부입니다. 사람들은 일반적으로 전자기 반발력이 그들을 던져 버릴 때 양성자가 핵에 너무 가깝게 존재할 수있는 방법을 묻습니다. 그러나 그들을 묶는 힘은 반발력보다 강합니다. 실제로, 그것은 우주의 길을 지배하는 4 가지 기본력 중 가장 강력한 것입니다. 창의성이 거의 부족하여 강한 힘으로 불립니다.
그러나 강한 힘조차도 한계가 있습니다. 그들 사이의 누적 반발력이 그들을 바인딩하는 강력한 힘을 전복시키기에 충분히 강력 해지는 양성자의 구성이 분명히있다. 분명히 새로운 요소를 만드는 핵심은이 구성을 피하는 것입니다. 이것은 물리 법칙이 협력하는 것을 거부하는 우리의 한계입니다. 그러나 우리가 너무 멀지 않은 것 같습니다. 주기적인 테이블은 거의 완성 된 것 같습니다. 우리는 퍼즐을 완성하지 못하는 몇 가지 계시 일뿐입니다.
