铁与恒星(恒星聚变到铁元素后会怎样)

导语：恒星聚变到铁就停止了，那么宇宙中比铁重的元素是怎么来的？

无论各位信还是不信，宇宙的元素除了氢元素、氦元素以及锂元素之外，其他都是恒星在演变的各个阶段中形成的，所以在小学的课外读物中您也会看到“恒星大工厂”这个说法，而事实上一点都没有错，几乎所有的元素，都是由恒星制造出来的！

宇宙诞生时形成的几种元素，氘元素即氢的同位素，它属于氢元素！不同质量的恒星能形成的重元素阶段是不一样的，因为核聚变时，氢元素以后的元素，结合时要求的温度也越高，低质量的恒星无法达到如此高温，那么只能由能超新星爆发的大质量恒星形成！

但无论多大质量的恒星，其内核有多高的温度，但在恒星阶段到铁-56就停止了，因为铁-56是最稳定的元素，而此时的恒星结构非常奇特，有内而外形成了洋葱结构的多层元素结构！但此时的恒星结构是非常不稳定的，自由中子也会在其他元素捕获而形成更重的元素，但所占比例并不高！

铁-56之前的元素在核聚变时都能释放能量，而铁-56之后的元素，如果要让其聚变成更重的元素时需要吸收大量能量才能形成！

上图是元素的比结合能曲线图，可以看到铁-56在峰值处，结合能是将原子核中的质子与中子分开的能量，比结合能是结合能与核子数的比值，越高表示这种元素越稳定！

但此时恒星的内核已经无法再聚变，早期膨胀出去的外壳在失去辐射压支撑后，将在巨大的压力下快速向内核坍缩，其巨大的撞击能量将直接导致恒星超新星爆发，而这些巨大的能量将给予了重元素形成足够的条件！但超新星爆发并不是重元素的最主要来源，而在中子星合并才是重元素甚至超重元素的最主要来源！

前面我们说到了在恒星演化末期，极不稳定的恒星内核中，铁-56捕获中子形成更重的元素以及超新星爆发形成重元素，那么我们再来简单说一下这个形成过程，这个分为两种情况，第一是恒星演化末期的慢中子捕获生成重元素，另一种是超新星爆发时形成重元素。

一、慢中子捕获形成重元素；

慢中子俘获过程也称为S-过程，发生在恒星演化末期超高温内核中，此时中子会被铁-56俘获形成铁-57，之后铁-57释放一个高能电子形成钴-57，而钴则继续通过慢中子俘获过程形成更重的元素！

S-过程在Ag到Sb的范围内的流程。

二、快中子捕获形成重元素；

快中子俘获过程发生恒星的超新星爆发阶段，被称为R-过程，铁-56元素进行连续的快中子捕获生成重元素，快中子捕获形成的重元素占恒星形成的重元素一半以上！

无论是哪种过程，铁-56都是最原始的种元素，重元素都是以铁为种元素的中子捕获过程中生成！

R-过程

而另一个重元素形成的过程中子星合并则是中子星结构崩溃后中子衰变成质子、电子、反中微子和光子，在中子星合并的强大能量中质子与中子生成大量重元素！另中子星外围也存在大量的铁元素（因为并不是整颗中子星都是中子星物质），这个过程与S-过程和R-过程一致！

元素的形成，只要条件合适瞬间即可完成！

但关键就是这个条件，即使是创造最为容易的元素氦，人类为实现这个条件已经花费了数百亿美元，但到现在为止还不能稳定的生产氦元素，当然这是废话，因为我们要的并不是氦，而是在这个过程中释放的巨大能量！现在能够做到并大量应用的仅仅只有裂变，这种捕获一个自由中子后的原子核分裂行为也会产生大量的能量，缺点是质量亏损低（约0.093%左右，聚变为0.7%左右），还有巨大的放射性污染，还会产生核废料！

革命尚未成功，通知仍需努力，继续奋斗吧骚年！

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