Comprendre la nucléosynthèse stellaire Problème

Les éléments chimiques existant sur Terre ont été formés au cœur des étoiles par des fusions successives.
La réaction \alpha est, avec la réaction triple \alpha, le second type de réaction de fusion nucléaire permettant aux étoiles de convertir l'hélium en éléments chimiques plus lourds. Cette fois, c'est le magnésium 24 qui est formé à partir du carbone 12 par fusions successives avec trois particules \alpha.

Par la suite, deux atomes de magnésium 24 peuvent fusionner pour donner du titane 44, du chrome 47, ou du vanadium 47.
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{^{12}_{6}C}\right) = 12,000000 u
  • m \left(\ce{^{24}_{12}Mg}\right) = 22,994124 u
  • m \left(\ce{^{44}_{22}Ti}\right) = 43,959690 u
  • m \left(\ce{^{47}_{23}Va}\right) = 46,954909 u
  • m \left(\ce{^{47}_{24}Cr}\right) = 46,962900 u
  • 1eV = 1,60 \times 10^{-19} J
  • 1u = 1,66054 \times 10^{-27} kg

On précise également que lors de la réaction \alpha, les atomes formés se trouvent à chaque fois dans un état excité une fois produits (notés alors avec "*" en indice) et qu'ils se stabilisent en émettant une particule gamma : \ce{^{0}_{0}\gamma}.

Quelles sont les étapes et le bilan de la réaction menant à la formation du magnésium 24 ?

Quelle est la perte de masse correspondant à cette réaction ?

Quelle est alors l'énergie libérée par cette réaction ?

Quelles sont les trois réactions de fusion entre les deux atomes de magnésium évoquées dans l'énoncé ?

Quels sont les défauts de masse de ces trois réactions ?

En négligeant d'autres facteurs, ces trois réactions auraient, a priori, moins de chances de se produire que la réaction \alpha.

Pourquoi ?

Comment est-il possible que la probabilité de la réaction \alpha soit en fait plus importante que supposé précédemment (en ne se basant toujours que sur les données fournies) ?

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