核物理 · 恒星演化

Stellar Fusion: Hydrogen to Iron

逐步推进 pp 链、三氦过程、碳燃烧、氖燃烧、氧燃烧、硅燃烧和镍衰变；每一步都显示温度门槛、主要产物与能量方向。

当前阶段氢燃烧

主要产物 ${}^4\mathrm{He}$

温度门槛 $\ge 1.5\times10^7\,\mathrm K$

能量结果释放

核心条件反应可进行

先抓重点

Q=(m_{\rm initial}-m_{\rm final})c^2

产物总质量更小时 $Q>0$ ，减少的静质量转化为粒子动能、光子和中微子能量。

V_C(r)\approx\frac{Z_1Z_2e^2}{4\pi\varepsilon_0r}

核电荷越大，经典排斥越强，因此碳、氧、硅燃烧要求依次更高的核心温度。

容易误解恒星按元素周期表逐个合成所有元素。

正确理解实际是分支反应网络；图中只保留主导燃烧阶段和代表性产物，许多同位素与副反应被省略。

容易误解硅燃烧就是两个硅核碰撞成铁核。

正确理解高温下发生光致蜕变、俘获和核统计平衡，先富集 ⁵⁶Ni；它随后经放射性衰变走向 ⁵⁶Fe。