Comprendre la nucléosynthèse stellaireProblème

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) ?

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Questions fréquentes

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