Quá trình tổng hợp hạt nhân

Tổng hợp hạt nhân, sản xuất trên quy mô vũ trụ của tất cả các loài nguyên tố hóa học từ một hoặc hai loại hạt nhân nguyên tử đơn giản, một quá trình đòi hỏi các phản ứng hạt nhân quy mô lớn bao gồm cả những tiến trình trong Mặt trời và các ngôi sao khác. Các nguyên tố hóa học khác nhau dựa trên số lượng proton (hạt cơ bản mang điện tích dương) trong hạt nhân nguyên tử của mỗi hạt. Ngoài ra, các loài của cùng một nguyên tố, hoặc đồng vị, khác nhau về khối lượng hoặc trên cơ sở số lượng neutron (hạt cơ bản trung tính) trong hạt nhân của chúng. Các loại hạt nhân có thể được chuyển đổi thành các loại hạt nhân khác bằng các phản ứng thêm hoặc loại bỏ các proton hoặc neutron hoặc cả hai.

vũ trụ học: tổng hợp hạt nhân nguyên thủy

Theo các cân nhắc được nêu ở trên, tại thời điểm chưa đến 10-4 giây, việc tạo ra vật chất phản vật chất

Nhiều nguyên tố hóa học lên đến sắt (số nguyên tử 26) và sự phong phú vũ trụ hiện tại của chúng có thể được tính bằng các phản ứng tổng hợp hạt nhân liên tiếp bắt đầu bằng hydro và có lẽ là một số helium nguyên thủy. Bằng phản ứng tổng hợp hạt nhân lặp đi lặp lại, bốn hạt nhân hydro hòa trộn thành một hạt nhân helium. Lần lượt, hạt nhân helium có thể được tích hợp thành carbon (ba hạt nhân helium), oxy (bốn hạt nhân helium) và các nguyên tố nặng khác.

Các nguyên tố nặng hơn sắt và một số đồng vị của các nguyên tố nhẹ hơn có thể được tính bằng cách bắt các neutron liên tiếp. Việc bắt giữ neutron làm tăng khối lượng của hạt nhân; phân rã beta phóng xạ tiếp theo chuyển đổi neutron thành proton (với sự phóng ra của electron và antineutrino), khiến khối lượng thực tế không thay đổi. Sự gia tăng số lượng proton xây dựng hạt nhân lên số nguyên tử cao hơn.