Astrofisica Stellare

Questa pagina è in sola lettura. Puoi visualizzare il sorgente, ma non puoi modificarlo. Contatta l'amministratore se pensi che ci sia un errore.
====== 4.5 Traiettorie evolutive per fusione di particelle cariche ======

<WRAP justify>
Esaminando  in generale le proprietà dei [[wp.it>Nucleo_atomico|nuclei]] è
possibile porre in luce quanto di non occasionale vi è nel
tipo di [[wp.it>Reazione_nucleare|reazioni nucleari]] che abbiamo incontrato discutendo la
[[wp.it>Catena_pp|catena pp]] e che incontreremo illustrando le altre combustioni.
Come già richiamato nel primo capitolo ($\rightarrow$ [[c01:a08|A1.8]]), un
generico nucleo resta caratterizzato dal numero Z di protoni e N
di neutroni che lo compongono, ed è possibile mappare nel
piano Z,N la sequenza di nuclei stabili esistenti  in natura (Fig.
4.5). In tale piano, per i nuclei più semplici, sino
a circa Z=20, i nuclei stabili appaiono caratterizzati da un
numero simile di protoni e neutroni ($Z\sim N$) mentre a Z
maggiori si manifesta un progressivo eccesso di neutroni (Fig. 1.
22).  Le regioni esterne alla sequenza di stabilità sono
occupate da nuclei instabili che decadono verso la loro
configurazione stabile trasformando protoni in neutroni, o
viceversa, attraverso decadimenti $\beta^+$ o 
$\beta^-$,
rispettivamente.
\\
\\
{{:c04:figura_04_05.jpg?600}}
\\
**Fig. 4.5 ** La sequenza dei nuclei stabili è
contornata da nuclei instabili che con decadimenti $\beta^+$ o
$\beta^-$ si portano nella configurazione di equilibrio, cui
corrisponde un massimo dell'energia di legame
\\
\\
Come mostrato in  Figura 4.6, non sorprende trovare
che per ogni prefissato numero di nucleoni A=Z+N la configurazione
stabile mostra la maggiore energia di legame (la minore massa) tra
tutti gli altri possibili isobari. Si comprende così come i
decadimenti $\beta$ rappresentino il [[wp.it>Decadimento_beta|canale di trasformazione]] che
consente ai nuclei di portarsi nel loro minimo di energia con
l'emissione di elettroni negativi o positivi. Risulta anche
comprensibile l'evidenza sperimentale secondo la quale
l'instabilità appare tanto maggiore (i tempi di decadimento
tanto minori) quanto più i nuclei si allontanano da quella che
viene talora definita la loro [[wp.it>Isola_di_stabilità|valle di stabilità]].

In tale scenario, si comprende  come nella catena pp, agglutinando
successivamente protoni, si producano nuclei con eccesso di tali
particelle, instabili dunque per decadimento $\beta^+$. Più in
generale, quando la fusione di particelle leggere porta a
configurazioni distanti dalla valle di stabilità, il nucleo composto
prodotto nella reazione decadrà nel suo stato fondamentale con
l'emissione di un quanto $\gamma$ di energia. 
Se la configurazione del nucleo composto è all'esterno della valle, ciò
avverrà inevitabilmente per un eccesso di protoni e un
decadimento $\beta^+$ si incaricherà di riportare il nucleo
nella sua configurazione stabile.
\\
\\
{{:c04:figura_04_06.jpg?500}}
\\
\\
** Fig. 4.6 ** Andamento schematico della massa di nuclei
con eguale numero di nucleoni (numero atomico A=Z+N) al variare
del numero di protoni Z e neutroni N. Il nucleo stabile realizza
la massima energia di legame (massa minima). I nuclei instabili si
portano nello stato di massimo legame tramite decadimenti
$\beta^-$ [(Z,N)$\rightarrow$ (Z+1, N-1) + e$^-$ + $\overline \nu$
] o $\beta^+$ [(Z,N)$\rightarrow$ (Z-1, N+1) + e$^+$ + $\nu$ ]
liberandosi così rispettivamente dell'eccesso di neutroni o di
protoni.
\\
\\
E' così possibile leggere la  maggior parte delle reazioni
che abbiamo incontrato nella catena pp e che incontreremo nel
seguito in tale semplice chiave topologica, chiarendo l'alternanza
di processi $\gamma$ e $\beta^+$ che in genere contraddistinguono
le varie catene di combustione tra particelle cariche.
</WRAP>
\\
----
\\
~~DISQUS~~