2. Почему реакции синтеза ядер в звездах начинаются с реакции p + pd + e+ + νe,
идущей за счет слабого взаимодействия, а не с реакции p + nd + γ,
идущей за счет электромагнитного взаимодействия, или других реакций, идущих в
результате сильного взаимодействия?
К моменту начала ядерных реакций синтеза элементов звезды
имеют следующий химический состав: 90% по числу атомов составляет водород и ~10%
по числу атомов составляет гелий. Суммарный состав остальных элементов меньше
1%.
При столкновении двух протонов, двух ядер гелия, или протона
и ядра гелия не образуется долгоживущих связных атомных ядер. Ядер 2He
и 5Li в природе не существует. Ядро 8Be имеет среднее
время жизни ~10-16 сек.
p + p 2He + ,
p + 4He 5Li + , 4He+ 4He 8Be+ .
Единственной возможной реакцией в звездной среде ядер гелия и водорода
является реакция образования дейтрона в результате слабого взаимодействия
p + pd + e+ + νe.
Из теоретических оценок следует, что при кинетической энергии сталкивающихся
протонов примерно ~1 МэВ, сечение этой реакции ~10-23 барн.
Реакция p + nd + γ
оказывается невозможной, так как в звездной среде на этой стадии эволюции
Вселеннной нейтроны отсутствуют.