トリプルアルファ反応(トリプルアルファはんのう、triple-alpha process)とは、3個のヘリウム4の原子核(アルファ粒子)が結合して炭素12の原子核に変換される核融合反応の1つである。

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  • トリプルアルファ反応(トリプルアルファはんのう、triple-alpha process)とは、3個のヘリウム4の原子核(アルファ粒子)が結合して炭素12の原子核に変換される核融合反応の1つである。
  • 삼중알파과정(triple alpha process)은 세 개의 헬륨 원자핵(알파 입자)가 탄소로 변화하는 핵융합 과정이다.이 급격한 핵융합 반응은 100,000,000 켈빈의 온도에서, 즉 헬륨이 풍부한 항성 내부에서만 발생할 수 있다. 오래된 항성 내부에는 양성자-양성자 연쇄나 CNO 순환의 결과로 생성된 헬륨이 쌓여있게 된다. 항성의 붕괴를 지탱하던 수소 연소가 끝나게 되면, 중심핵은 스스로의 중력에 의해 붕괴하게되며, 붕괴는 압력을 증가시키고, 따라서 중심핵의 온도는 급격히 증가한다. 이윽고 헬륨 연소가 가능해지는 온도에 도달하면, 다음과 같은 반응이 시작된다.4He + 4He ↔ 8Be - 92 KeV8Be + 4He ↔ 12C + γ + 7.367 MeV이 과정에서 방출되는 순에너지는 7.275 MeV이다.첫 번째 과정에서 발생하는 베릴륨-8은 불안정하며, 2.6×10-16 초 정도에 두 개의 헬륨핵으로 붕괴한다. 하지만 헬륨 연소가 일어나는 상황이라면, 베릴륨-8은 소수나마 평형상태로 존재할 수 있으며, 다른 알파 입자를 포획하여 탄소-12로 변하게 된다. 즉 탄소-12를 형성하기 위해서는 세 개의 알파 입자가 필요하며, 이러한 이유로 "삼중 알파 과정"이라고 불린다.삼중 알파 과정이 어지간해서는 발생하지 않기 때문에, 탄소를 형성하기 위해서는 오랜 시간이 필요하다. 이는 빅뱅시에 탄소가 형성되지 않았음을 의미한다. 즉 빅뱅 이후 급격히 온도가 감소하여 핵융합에 필요한 온도 이하로 떨어졌기 때문이다.일반적으로 삼중 알파 과정이 발생하는 확률은 극도로 낮다. 하지만 베릴륨-8의 바닥 상태의 에너지는 거의 두 개의 알파 입자의 에너지와 동일하다. 두 번째 과정에서의 베릴륨-8과 헬륨-4의 에너지의 합은 탄소-12의 들뜬 상태에서의 에너지와 같다. 이러한 이유로, 입사 알파 입자가 베릴륨-8과 융합해서 탄소를 형성할 확률은 크게 증가하게 된다.삼중 알파 과정의 부가적인 효과로서, 일부 탄소 원자핵은 추가의 헬륨과 결합하여 산소의 안정한 동위원소를 형성하고 에너지를 방출한다.12C + 4He → 16O + γ여기서 발생한 산소가 다른 알파 입자와 결합하여 네온을 형성하는 다음 연쇄 과정은 핵-스핀 법칙에 따라 발생하는 것이 매우 어렵다. 이러한 까닭으로 항성 핵합성은 부산물로 엄청난 양의 탄소와 산소를 형성하지만 네온 및 기타 무거운 원소는 만들어내지 못한다. 탄소 및 산소는 이른바 헬륨 핵융합의 찌꺼기이다.핵융합 과정은 철까지의 원소만 형성할 수 있다. 더 무거운 원소의 경우는 주로 중성자 포획에 의해 만들어진다. 느린 중성자 포획 과정인 S-과정은 무거운 원소의 거의 반을 만들어내며, 다른 반은 빠른 중성자 포획 과정인 R-과정에 의해서 초신성등에서 만들어지는 것으로 알려져 있다.
  • Üç alfa süreci, üç helyum çekirdeğinin (alfa parçacıkları) karbona çevirilme süreci.Yüksek helyum yoğunluğuna sahip yıldızlarda, 100.000.000 K sıcaklıkta, çekirdeksel kaynaşma bağlamında hızlı gerçekleşen bir tepkimedir. Dolayısıyla genelde yakıtının önemli bir kısmını harcayıp, helyum üretmiş olan yaşlı yıldızlarda gözlemlenir:4He + 4He ↔ 8Be 8Be + 4He ↔ 12C + γ + 7.367 MeVBu sürecin erke (enerji) üretimi 7,275 MeV düzeyindedir.
  • El procés triple alfa és el procés pel qual tres nuclis d'heli (partícules alfa) es transformen en un nucli de carboni. Aquesta reacció nuclear de fusió només ocorre a velocitats apreciables a temperatures per sobre de 100.000.000 kelvin i en nuclis estel·lars amb una gran abundància d'heli. Per tant, aquest procés només és possible en les estrelles més antigues, on l'heli produït per les cadenes protó-protó i el cicle CNO s'ha acumulat en el nucli. Quan tot l'hidrogen present s'ha consumit, el nucli es col·lapsa fins que s'arriben a les temperatures necessàries per a iniciar la fusió d'heli. 4He + 4He ↔ 8Be8Be + 4He ↔ 12C + γ + 7,367 MeVL'energia neta alliberada en el procés és de 7,275 MeV El 8Be produït durant la primera etapa és molt inestable i decau altra vegada en dos nuclis d'heli en 2.6·10-16 segons. De totes maneres, en les condicions en les quals es fusiona l'heli sempre hi ha petites quantitats de 8Be presents en equilibri; la captura d'una altra partícula alfa dóna lloc al 12C . El procés global de conversió de tres partícules alfa en un nucli de 12C es denomina procés triple alfa. Ja que aquest procés és improbable, a causa de l'escassa quantitat de 8Be present en un moment donat, es necessita moltíssim temps per a formar carboni. Com a conseqüència no es va produir carboni durant el Big Bang, ja que la temperatura va descendir a nivells inferiors als requerits perquè es doni aquesta reacció. Normalment, la probabilitat que es doni el procés triple alfa hauria de ser extremadament petita. Però el nivell energètic inferior del beril·li-8 té exactament la mateixa energia que dues partícules alfa, i en la segona etapa, el 8Be i el 4He tenen exactament la mateixa energia que l'estat excitat del 12C . Aquestes ressonàncies incrementen substancialment les possibilitats que una partícula alfa incident es combini amb un nucli de beril·li-8 per donar lloc a un nucli de carboni. L'existència d'aquesta ressonància va ser predita per Fred Hoyle abans que s'adonés realment de la seva necessitat perquè es formés carboni. Una reacció secundària del procés és la fusió d'un nucli de carboni-12 amb altra partícula alfa per a donar 16O estable, amb alliberament d'energia en forma de fotó gamma: 12C + 4He → 16O + γLa següent etapa on l'oxigen format es combina amb altra partícula alfa per a donar lloc a neó és més dificultosa, a causa de les regles d'espín nuclear, i per tant no poden formar-se elements més pesats per aquesta via. Com a resultat d'aquestes reaccions, es formen grans quantitats de carboni i oxigen però només fraccions diminutes d'aquests es transformen en neó i altres nuclis més pesats, sent per tant aquests dos les principals cendres de la combustió de l'heli. Les ressonàncies nuclears que donen lloc a tals quantitats de carboni i oxigen se citen generalment com evidència del principi antròpic. Les reaccions de nucleosíntesi per fusió nuclear només produeixen elements fins al 56Fe, el nucli atòmic més estable; els elements més pesats es produeixen per processos captura neutrònica. La captura lenta, el procés S, produeix aproximadament la meitat d'aquests elements. L'altra meitat es produeix en el procés R o captura ràpida, procés que probablement tingui lloc en el nucli de les supernoves de col·lapse (tipus II).
  • Тройната хелиева реакция е процес на ядрен синтез, протичащ в някои звезди, при който три ядра на хелий-4 се обединяват в ядро на въглерод-12. Той възниква в сравнително стари звезди, в които количеството водород намалява, а свиването на ядрото на звездата и нарастването на температурата в него до 108 K създава условия за протичане на реакцията. Като страничен ефект от процеса част от образуваните въглеродни атоми се свързват с още хелий в атоми на кислород. Тройната хелиева реакция играе важна рола в образуването на относително тежки елементи при космологичния нуклеосинтез.
  • The triple-alpha process is a set of nuclear fusion reactions by which three helium-4 nuclei (alpha particles) are transformed into carbon.Older stars start to accumulate helium produced by the proton–proton chain reaction and the carbon–nitrogen–oxygen cycle in their cores. The products of further nuclear fusion reactions of helium with hydrogen or another helium nucleus produce lithium-5 and beryllium-8 respectively, both of which are highly unstable and decay almost instantly back into smaller nuclei. When the star starts to run out of hydrogen to fuse, the core of the star begins to collapse until the central temperature rises to 108 K (8.6 keV). At this point helium nuclei are fusing together faster than their product, beryllium-8, decays back into two helium nuclei.Once beryllium-8 is produced a little faster than it decays, the number of beryllium-8 nuclei in the stellar core increases to a large number. Then in its core there will be many beryllium-8 nuclei that can fuse with another helium nucleus to form carbon-12, which is stable:The net energy release of the process is 1.166 pJ.Because the triple-alpha process is unlikely, it needs a long time to produce much carbon. One consequence of this is that no significant amount of carbon was produced in the Big Bang because within minutes after the Big Bang, the temperature fell below that necessary for nuclear fusion.Ordinarily, the probability of the triple alpha process is extremely small. However, the beryllium-8 ground state has almost exactly the energy of two alpha particles. In the second step, 8Be + 4He has almost exactly the energy of an excited state of 12C. These resonances greatly increase the probability that an incoming alpha particle will combine with beryllium-8 to form carbon. The existence of this resonance was predicted by Fred Hoyle before its actual observation, based on the physical necessity for it to exist, in order for carbon to be formed in stars. In turn, prediction and then discovery of this energy resonance and process gave very significant support to Hoyle's hypothesis of stellar nucleosynthesis, which posited that all chemical elements had originally been formed from hydrogen, the true primordial substance.As a side effect of the process, some carbon nuclei can fuse with additional helium to produce a stable isotope of oxygen and release energy: 126C + 42He → 168O + γ (+7.162 MeV)See alpha process for more details about this reaction and further steps in the chain of stellar nucleosynthesis.This creates a situation in which stellar nucleosynthesis produces large amounts of carbon and oxygen but only a small fraction of these elements is converted into neon and heavier elements. Both oxygen and carbon make up the 'ash' of helium-4 burning. The anthropic principle has been controversially cited to explain the fact that nuclear resonances are sensitively arranged to create large amounts of carbon and oxygen in the Universe.Fusion processes produce nuclides only up to nickel-56 (which decays later to iron); heavier elements (those beyond Ni) are created mainly by neutron capture. The slow capture of neutrons, the s-process, produces about half of these heavy elements. The other half are produced by rapid neutron capture, the r-process, which probably occurs in a core-collapse supernova.
  • Il processo tre alfa è il processo per cui tre nuclei di elio (particella alfa) sono alla fine trasformati in carbonio dopo una complessa serie di reazioni nucleari. Fa parte delle reazioni nucleari della nucleosintesi stellare.
  • Durch den Drei-Alpha-Prozess (3α-Prozess) werden im Inneren von Sternen drei Helium-Kerne (α-Teilchen) durch Kernfusionsreaktionen in Kohlenstoff umgewandelt und senden dabei Gammastrahlung aus. Dies wird auch als Heliumbrennen oder, nach seinem Entdecker Edwin Salpeter, als Salpeter-Prozess bezeichnet.
  • Het triple-alfaproces is een reeks nucleaire fusiereacties waarbij drie helium-4-kernen (ook wel alfadeeltjes genoemd) worden omgezet in een koolstof-12-kern. Het proces werd in de jaren '50 van de 20e eeuw ontdekt en beschreven.
  • 3-alfa reakce (3 alfa reakce, 3α reakce, Salpeterův proces) je řada několika reakcí při nichž ze tří heliových jader (alfa částic) vzniká jádro uhlíku. K této reakci dochází ve starších hvězdách, které opouštějí hlavní posloupnost a již nemají dostatek vodíku pro udržení proton-protonového cyklu ve svém jádře.
  • El proceso triple alfa es el proceso por el cual tres núcleos de helio (partículas alfa) se transforman en un núcleo de carbono.Esta reacción nuclear de fusión sólo ocurre a velocidades apreciables a temperaturas por encima de 100 000 000 kelvin y en núcleos estelares con una gran abundancia de helio. Por tanto, este proceso sólo es posible en las estrellas más viejas, donde el helio producido por las cadenas protón-protón y el ciclo CNO se ha acumulado en el núcleo. Cuando todo el hidrógeno presente se ha consumido, el núcleo se colapsa hasta que se alcanzan las temperaturas necesarias para iniciar la fusión de helio.4He + 4He ↔ 8Be8Be + 4He ↔ 12C + γ + 7,367 MeVLa energía neta liberada en el proceso es de 7,275 MeVEl 8Be producido durante la primera etapa es muy inestable y decae otra vez en dos núcleos de helio en 2,6·10-16 segundos. De todas formas, en las condiciones en las que se fusiona el helio siempre hay pequeñas cantidades de 8Be presentes en equilibrio; la captura de otra partícula alfa da lugar al 12C. El proceso global de conversión de tres partículas alfa en un núcleo de 12C se denomina proceso triple alfa.Ya que dicho proceso es improbable, debido a la escasa cantidad de 8Be presente en un momento dado, se necesita muchísimo tiempo para formar carbono. Como consecuencia no se produjo carbono durante el Big Bang, ya que la temperatura descendió a niveles inferiores a los requeridos para que se dé esta reacción.Normalmente, la probabilidad de que se dé el proceso triple alfa debería ser extremadamente pequeña. Pero el nivel energético inferior del berilio-8 tiene exactamente la misma energía que dos partículas alfa, y en la segunda etapa, el 8Be y el 4He tienen exactamente la misma energía que el estado excitado del 12C. Estas resonancias incrementan sustancialmente las posibilidades de que una partícula alfa incidente se combine con un núcleo de berilio-8 para dar lugar a un núcleo de carbono. La existencia de esta resonancia fue predicha por Fred Hoyle antes de que se diera cuenta realmente de su necesidad para que se formara carbono.Una reacción secundaria del proceso es la fusión de un núcleo de carbono-12 con otra partícula alfa para dar 16O estable, con liberación de energía en forma de fotón gamma:12C + 4He → 16O + γLa siguiente etapa donde el oxígeno formado se combina con otra partícula alfa para dar lugar a neón es más dificultosa, debido a las reglas de espín nuclear, y por tanto no pueden formarse elementos más pesados por esta vía.Como resultado de estas reacciones, se forman grandes cantidades de carbono y oxígeno pero sólo fracciones diminutas de estos se transforman en neón y otros núcleos más pesados; son por tanto estos dos las principales cenizas de la combustión del helio. Las resonancias nucleares que dan lugar a tales cantidades de carbono y oxígeno se citan generalmente como evidencia del principio antrópico.Las reacciones de nucleosíntesis por fusión nuclear sólo producen elementos hasta el 56Fe, el núcleo atómico más estable; los elementos más pesados se producen por procesos captura neutrónica. La captura lenta, el proceso S, produce aproximadamente la mitad de dichos elementos. La otra mitad se produce en el proceso R o captura rápida, proceso que probablemente tenga lugar en el núcleo de las supernovas de colapso (tipo II).
  • O processo triplo alfa é o processo pelo qual três núcleos de hélio (partículas alfa) se transformam em um núcleo de carbono.Esta reação nuclear de fusão só ocorre a velocidades apreciáveis a temperaturas acima de 100 milhões de kelvin e em núcleos estelares com uma grande abundância de hélio. Portanto, este processo só é possível nas estrelas mais velhas, onde o hélio produzido pelas cadeias próton-próton e o ciclo CNO se tenha acumulado no núcleo. Quando todo o hidrogênio presente se tenha consumido, o núcleo se colapsa até que se alcançam as temperaturas necessárias para iniciar a fusão de hélio.4He + 4He ↔ 8Be8Be + 4He ↔ 12C + γ + 7.367 MeVA energia líquida liberada no processo é de 7.275 MeV.O 8Be produzido durante a primeira etapa é muito instável e decai outra vez em dois núcleos de hélio em 2.6·10-16 segundos. De todas as formas, nas condições nas que se fusiona o hélio sempre há pequenas quantidades de 8Be presentes em equilíbrio; a captura de outro átomo de hélio dá lugar ao 12C. O processo global de conversão de três partículas alfa em um núcleo de 12C se denomina processo triplo alfa.Já que o dito processo é improvável, devido à escassa quantidade de 8Be presente em um momento dado, se necessita muitíssimo tempo para formar carbono. Como consequência não se produziu carbono durante o Big Bang, já que a temperatura diminuiu a níveis inferiores aos requeridos para que se dê esta reação.Normalmente, a probabilidade de que se dê o processo triplo alfa deveria ser extremadamente pequena. Mas o nível energético inferior do berílio-8 tem exatamente a mesma energia que duas partículas alfa, e na segunda etapa, o 8Be e o 4He tem exatamente a mesma energia que o estado excitado do 12C. Estas ressonâncias incrementam substancialmente as possibilidades de que uma partícula alfa incidente se combine com um núcleo de berílio-8 para dar lugar a um núcleo de carbono. A existência desta resonância foi prevista por Fred Hoyle antes de que se desse conta realmente de sua necessidade para que se forme carbono.Uma reação secundária do processo é a fusão de um núcleo de carbono-12 com outra partícula alfa para dar 16O estável, com liberação de energia em forma de fotón gama:12C + 4He → 16O + γA seguinte etapa onde o oxigênio formado se combina com outra partícula alfa para dar lugar a neônio é mais dificultosa, devido às regras de spin nuclear, e portanto não podem formar-se elementos mais pesados por esta via.Como resultado destas reações, se formam grandes quantidades de carbono e oxigênio mas só frações diminutas destes se transformam em neônio e outros núcleos mais pesados, sendo portanto estes dois os principais produtos da fusão do hélio. As resonâncias nucleares que dão lugar a tais quantidades de carbono e oxigênio se citam geralmente como evidência do princípio antrópico.As reações de nucleossíntese por fusão nuclear só produzem elementos até o 56Fe, o núcleo atômico mais estável; os elementos mais pesados se produzem por processos captura neutrônica. A captura lenta, o processo S, produz aproximadamente a metade destes elementos. A outra metade se produz no processo R ou captura rápida, processo que provavelmente tenha lugar no núcleo das supernovas de colapso (tipo II).
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  • トリプルアルファ反応(トリプルアルファはんのう、triple-alpha process)とは、3個のヘリウム4の原子核(アルファ粒子)が結合して炭素12の原子核に変換される核融合反応の1つである。
  • Üç alfa süreci, üç helyum çekirdeğinin (alfa parçacıkları) karbona çevirilme süreci.Yüksek helyum yoğunluğuna sahip yıldızlarda, 100.000.000 K sıcaklıkta, çekirdeksel kaynaşma bağlamında hızlı gerçekleşen bir tepkimedir. Dolayısıyla genelde yakıtının önemli bir kısmını harcayıp, helyum üretmiş olan yaşlı yıldızlarda gözlemlenir:4He + 4He ↔ 8Be 8Be + 4He ↔ 12C + γ + 7.367 MeVBu sürecin erke (enerji) üretimi 7,275 MeV düzeyindedir.
  • Il processo tre alfa è il processo per cui tre nuclei di elio (particella alfa) sono alla fine trasformati in carbonio dopo una complessa serie di reazioni nucleari. Fa parte delle reazioni nucleari della nucleosintesi stellare.
  • Durch den Drei-Alpha-Prozess (3α-Prozess) werden im Inneren von Sternen drei Helium-Kerne (α-Teilchen) durch Kernfusionsreaktionen in Kohlenstoff umgewandelt und senden dabei Gammastrahlung aus. Dies wird auch als Heliumbrennen oder, nach seinem Entdecker Edwin Salpeter, als Salpeter-Prozess bezeichnet.
  • Het triple-alfaproces is een reeks nucleaire fusiereacties waarbij drie helium-4-kernen (ook wel alfadeeltjes genoemd) worden omgezet in een koolstof-12-kern. Het proces werd in de jaren '50 van de 20e eeuw ontdekt en beschreven.
  • 3-alfa reakce (3 alfa reakce, 3α reakce, Salpeterův proces) je řada několika reakcí při nichž ze tří heliových jader (alfa částic) vzniká jádro uhlíku. K této reakci dochází ve starších hvězdách, které opouštějí hlavní posloupnost a již nemají dostatek vodíku pro udržení proton-protonového cyklu ve svém jádře.
  • Тройната хелиева реакция е процес на ядрен синтез, протичащ в някои звезди, при който три ядра на хелий-4 се обединяват в ядро на въглерод-12. Той възниква в сравнително стари звезди, в които количеството водород намалява, а свиването на ядрото на звездата и нарастването на температурата в него до 108 K създава условия за протичане на реакцията. Като страничен ефект от процеса част от образуваните въглеродни атоми се свързват с още хелий в атоми на кислород.
  • O processo triplo alfa é o processo pelo qual três núcleos de hélio (partículas alfa) se transformam em um núcleo de carbono.Esta reação nuclear de fusão só ocorre a velocidades apreciáveis a temperaturas acima de 100 milhões de kelvin e em núcleos estelares com uma grande abundância de hélio. Portanto, este processo só é possível nas estrelas mais velhas, onde o hélio produzido pelas cadeias próton-próton e o ciclo CNO se tenha acumulado no núcleo.
  • El procés triple alfa és el procés pel qual tres nuclis d'heli (partícules alfa) es transformen en un nucli de carboni. Aquesta reacció nuclear de fusió només ocorre a velocitats apreciables a temperatures per sobre de 100.000.000 kelvin i en nuclis estel·lars amb una gran abundància d'heli. Per tant, aquest procés només és possible en les estrelles més antigues, on l'heli produït per les cadenes protó-protó i el cicle CNO s'ha acumulat en el nucli.
  • El proceso triple alfa es el proceso por el cual tres núcleos de helio (partículas alfa) se transforman en un núcleo de carbono.Esta reacción nuclear de fusión sólo ocurre a velocidades apreciables a temperaturas por encima de 100 000 000 kelvin y en núcleos estelares con una gran abundancia de helio. Por tanto, este proceso sólo es posible en las estrellas más viejas, donde el helio producido por las cadenas protón-protón y el ciclo CNO se ha acumulado en el núcleo.
  • The triple-alpha process is a set of nuclear fusion reactions by which three helium-4 nuclei (alpha particles) are transformed into carbon.Older stars start to accumulate helium produced by the proton–proton chain reaction and the carbon–nitrogen–oxygen cycle in their cores.
  • 삼중알파과정(triple alpha process)은 세 개의 헬륨 원자핵(알파 입자)가 탄소로 변화하는 핵융합 과정이다.이 급격한 핵융합 반응은 100,000,000 켈빈의 온도에서, 즉 헬륨이 풍부한 항성 내부에서만 발생할 수 있다. 오래된 항성 내부에는 양성자-양성자 연쇄나 CNO 순환의 결과로 생성된 헬륨이 쌓여있게 된다. 항성의 붕괴를 지탱하던 수소 연소가 끝나게 되면, 중심핵은 스스로의 중력에 의해 붕괴하게되며, 붕괴는 압력을 증가시키고, 따라서 중심핵의 온도는 급격히 증가한다. 이윽고 헬륨 연소가 가능해지는 온도에 도달하면, 다음과 같은 반응이 시작된다.4He + 4He ↔ 8Be - 92 KeV8Be + 4He ↔ 12C + γ + 7.367 MeV이 과정에서 방출되는 순에너지는 7.275 MeV이다.첫 번째 과정에서 발생하는 베릴륨-8은 불안정하며, 2.6×10-16 초 정도에 두 개의 헬륨핵으로 붕괴한다.
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  • Réaction triple alpha
  • 3-alfa reakce
  • Drei-Alpha-Prozess
  • Proces 3-α
  • Proceso triple-alfa
  • Processo tre alfa
  • Processo triplo-alfa
  • Procés triple-alfa
  • Triple-alfaproces
  • Triple-alpha process
  • Üçlü alfa süreci
  • Тройна хелиева реакция
  • Тройная гелиевая реакция
  • トリプルアルファ反応
  • 삼중알파과정
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