Les éléments chimiques existant sur Terre ont été formés au cœur des étoiles par des fusions successives.
La réaction triple \alpha forme le carbone 12, fusion de deux noyaux d'hélium 4 en un noyau de béryllium 8, qui fusionne à son tour avec un troisième noyau d'hélium 4. Par la suite, deux atomes de carbone 12 peuvent fusionner pour donner du sodium 23, du néon 20 ou du magnésium 23.
À chaque fois, une unique particule est émise.
Données :
- m \left(\ce{^{1}_{0}n}\right) = 1{,}008665 u
- m \left(\ce{^{1}_{1}p}\right) =1{,}007276 u
- m \left(\ce{^{4}_{2}He}\right) = 4{,}002603 u
- m \left(\ce{^{8}_{4}Be}\right) = 8{,}005305 u
- m \left(\ce{^{12}_{6}C}\right) = 12{,}000000 u
- m \left(\ce{^{20}_{10}Ne}\right) = 19{,}992440 u
- m \left(\ce{^{23}_{11}Na}\right) = 22{,}989769 u
- m \left(\ce{^{23}_{12}Mg}\right) = 22{,}994124 u
- 1eV = 1{,}60 \times 10^{-19} J
- 1u = 1{,}66054 \times 10^{-27} kg
On précise que le carbone se trouve dans un état excité (noté alors avec "*" en indice) une fois produit et qu'il se stabilise en émettant une particule gamma : \ce{^{0}_{0}\gamma}.
Quelles sont les étapes de la réaction triple \alpha et son bilan ?
Quelle est l'énergie libérée par cette réaction en mégaélectronvolts ?
Quelle est la particule émise lors de la réaction de fusion entre les deux atomes de carbone donnant du néon 20 et l'équation correspondante ?
Quelle est la particule émise lors de la réaction de fusion entre les deux atomes de carbone donnant du sodium 23 et l'équation correspondante ?
Quelle est la particule émise lors de la réaction de fusion entre les deux atomes de carbone donnant du magnésium 23 et l'équation correspondante ?
Quelles sont les trois défauts de masse correspondant aux équations de réaction des questions 3, 4 et 5 ?
En négligeant d'autres facteurs, ces trois réactions auraient, a priori, plus de chances de se produire que la triple \alpha.
Pourquoi ?
Comment est-il possible que la probabilité de la réaction triple \alpha soit en fait plus importante que supposé précédemment (en ne se basant toujours que sur les données fournies) ?