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Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese Der Urknall und seine Teilchen
Kernsynthese
Hjalmar Peters
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
I Einfuumlhrung
II Das Neutron zu ProtonVerhaumlltnis NnNp
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
V Zusammenfassung
Uumlberblick
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
IEinfuumlhrung
I Einfuumlhrung
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
V Zusammen-fassung
1 Struktur der Masse im Universsum
2 Haumlufigkeitsver-teilung der Elemente
3 Prozesse der Elementsynthese
4 Der zeitliche Rahmen
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
73 23 4
Vakuumenergie
Dunkle Materie
Baryonische Materie
Struktur der Masseim Universum
90
10
Interstellares Gas
Sterne
Struktur derBaryonischen Materie
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Struktur der Masse im Universsum
2 Haumlufigkeitsver-teilung der Elemente
3 Prozesse der Elementsynthese
4 Der zeitliche Rahmen
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
73 23 4
Vakuumenergie
Dunkle Materie
Baryonische Materie
Struktur der Masseim Universum
90
10
Interstellares Gas
Sterne
Struktur derBaryonischen Materie
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Struktur der Masse im Universsum
2 Haumlufigkeitsver-teilung der Elemente
3 Prozesse der Elementsynthese
4 Der zeitliche Rahmen
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
73 23 4
Vakuumenergie
Dunkle Materie
Baryonische Materie
Haumlufigkeitsverteilung der Elemente
75
lt 1
24
WasserstoffHeliumschwerer als Helium
Elementhaumlufigkeiten
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Struktur der Masse im Universsum
2 Haumlufigkeitsver-teilung der Elemente
3 Prozesse der Elementsynthese
4 Der zeitliche Rahmen
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
73 23 4
Vakuumenergie
Dunkle Materie
Baryonische Materie
75
124
Wasserstoff
Helium
schwerer als Helium
75
lt 1
24
WasserstoffHeliumschwerer als Helium
Haumlufigkeitsverteilung der Elemente
Elementhaumlufigkeiten
75
lt 1
24
Wasserstoff
Helium
schwerer alsHelium
Prezesse der ElementesyntheseI Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Struktur der Masse im Universsum
2 Haumlufigkeitsver-teilung der Elemente
3 Prozesse der Elementsynthese
4 Der zeitliche Rahmen
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
Stellare Kernsynthese
Verbrennungs-phase
lt Pb bis Transurane
Supernova
Stellare Kernsynthese
Verbrennungs-phase
lt Pb bis Transurane
Supernova
Spallations-
prozesse
6Li 9Be 10B 11B
Stellare Kernsynthese
Verbrennungs-phase
lt Pb bis Transurane
Supernova
Primordiale
Kernsynthese
H He
75
124
Wasserstoff
Helium
schwerer als Helium
Prezesse der Elementesynthese
Primordiale
Kernsynthese
H He
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Struktur der Masse im Universsum
2 Haumlufigkeitsver-teilung der Elemente
3 Prozesse der Elementsynthese
4 Der zeitliche Rahmen
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
KernsyntheseDer zeitliche Rahmen
- 10-6s 1012K kT=100MeV Nn Np asymp 1
Phasenuumlbergang Quark-Gluonen-Plasma rarr Nukleonen
- 1s 1010K kT=1MeV Nn Np asymp 16
Neutrinos entkoppeln von Materie n und p verlassen th Glgw
- 1-3 min 3 bis 1x109K kT=300 bis 100keV Nn Np asymp 17
Hauptphase der primordialen Kernsynthese
1s 30min
Primordiale Kernsynthese
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Struktur der Masse im Universsum
2 Haumlufigkeitsver-teilung der Elemente
3 Prozesse der Elementsynthese
4 Der zeitliche Rahmen
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
IIDas Neutron zu Proton
Verhaumlltnis NnNp
I Einfuumlhrung
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
KernsyntheseDas Neutron zu Proton
Verhaumlltnis NnNp
Im thermodynamischen Gleichgewicht gilt die Boltzmannverteilung
kT
E
~ eHaumlufigkeit
MeVmmm pn 291 c) ( c mit 22
e
e
e NN
2
2
2
c
c
c
pnkT
m
kT
m
kT
m
p
n
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
KernsyntheseDas Neutron zu Proton
Verhaumlltnis NnNp
Im thermodynamischen Gleichgewicht gilt kT
MeV291
pn e NN
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
KernsyntheseDas Neutron zu Proton
Verhaumlltnis NnNp
Im thermodynamischen Gleichgewicht gilt kT
MeV291
pn e NN
Das th Gleichgewicht zwischen n und p wird durch folgende Prozesse der schwachen Wechselwirkung aufrecht erhalten
eepn
enep
enp e
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
KernsyntheseDas Neutron zu Proton
Verhaumlltnis NnNp
Das th Gleichgewicht zwischen n und p wird durch folgende Prozesse der schwachen Wechselwirkung aufrecht erhalten
eepn
enep
enp e
Bei einer Energie von ca1 MeV friert die schwacheWechselwirkung aus
Neutronen und Protonenverlassen das thermischeGleichgewicht
rarr
Nuk
leos
ynth
ese
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
KernsyntheseDas Proton zu Neutron
Verhaumlltnis NnNp
Das th Gleichgewicht zwischen n und p wird durch folgende Prozesse der schwachen Wechselwirkung aufrecht erhalten
eepn
enep
enp e
Bei einer Energie von ca1 MeV friert die schwacheWechselwirkung aus
Neutronen und Protonenverlassen das thermischeGleichgewicht
rarr
Nuk
leos
ynth
eseNach der primordialen Kernsynthese
sind praktische alle Neutronen in 4He gebunden
Das Verhaumlltnis NnNp hat seinen end- guumlltigen Wert 8812 angenommen
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
IIIPrimordiale
Kernsynthese
I Einfuumlhrung
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese Die Nuklidkarte
N
Z
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
Die Nuklidkarte
N
Z
0 1 2 3 4 5 6 7
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
KernsyntheseDie 12 fundamentalen
Reaktionen
N
Z
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
Die Nuklidkarte
n rarr p
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
7Be + n rarr 7Li + p
t + d rarr 4He + n
3He + n rarr t + p
d + d rarr t + p
3He + d rarr 4He + p
n rarr pn rarr p
p + n rarr d
d + p rarr 3He
d + d rarr 3He + n
d + d rarr t + p
t + d rarr 4He + n
t + rarr 7Li
3He + n rarr t + p
3He + rarr 7Be
7Be + n rarr 7Li + p
p + n rarr d
d + p rarr 3He
d + d rarr 3He + n
t + rarr 7Li
3He + rarr 7Be
7Li + p rarr 4He +
Die 12 fundamentalen Reaktionen
N
Z
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
3He + d rarr 4He + p
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
N
Z
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
n rarr p
p + n rarr d
d + p rarr 3He
d + d rarr 3He + n
d + d rarr t + p
t + d rarr 4He + n
t + rarr 7Li
3He + n rarr t + p
3He + rarr 7Be
7Be + n rarr 7Li + p
Die 12 fundamentalen Reaktionen
3He + d rarr 4He + p
7Li + p rarr 4He +
N
Z
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
n rarr p
p + n rarr d
d + p rarr 3He
d + d rarr 3He + n
d + d rarr t + p
t + d rarr 4He + n
t + rarr 7Li
3He + n rarr t + p
3He + rarr 7Be
7Be + n rarr 7Li + p
Die 12 fundamentalen Reaktionen
3He + d rarr 4He + p
7Li + p rarr 4He +
N
Z
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
A=5
A=8
N
Z
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
n rarr p
p + n rarr d
d + p rarr 3He
d + d rarr 3He + n
d + d rarr t + p
t + d rarr 4He + n
t + rarr 7Li
3He + n rarr t + p
3He + rarr 7Be
7Be + n rarr 7Li + p
Die 12 fundamentalen Reaktionen
3He + d rarr 4He + p
7Li + p rarr 4He +
N
Z
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
12 p 12 n
Primordiale 4He-HaumlufigkeitDas Neutron-zu-Proton-Verhaumlltnis betraumlgt nachder primordialen Kernsynthese 1288
88 Protonen 12 Neutronen
Praktisch alle Neutronen befinden sich nach derprimordialen Kernsynthese in 4He-Kernen
76 Protonen 24 4He
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese Der zeitliche AblaufI Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
IVStellare Kernsynthese
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
MStern lt 008 M
brauner ZwergTemperatur reicht nicht zur Zuumlndung
der Wasserstofffusion
MStern gt 008 M
Wasserstofffusion setzt ein
2
33
3
ee
ppHeHe
Hedp
edpp e
22 4 eep
)021(
)8612(
)495(
)420(
MeV
MeV
MeV
MeV
)7226( MeV
Heliumkern
Wasserstoffverbrennung
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
MStern lt 008 M
brauner ZwergTemperatur reicht nicht zur Zuumlndung
der Wasserstofffusion
MStern gt 008 M
Wasserstofffusion setzt ein
2
33
3
ee
ppHeHe
Hedp
edpp e
22 4 eep
)021(
)8612(
)495(
)420(
MeV
MeV
MeV
MeV
)7226( MeV
Heliumkern
Wasserstoffverbrennung
MStern ltlt M MStern M
weisser Zwerg
Temperatur reicht nicht zur Zuumlndungder Heliumfusion roter Riese
Heliumfusiondurch
bdquo3-Prozessldquo
2 3 124 CHe
)3677( MeV
Heliumverbrennung
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
MStern ltlt M MStern M
weisser Zwerg
Temperatur reicht nicht zur Zuumlndungder Heliumfusion roter Riese
Heliumfusiondurch
bdquo3-Prozessldquo
2 3 124 CHe
)3677( MeV
Heliumverbrennung
N
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
Z
A=5
A=8
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
Z
N
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
roter Riese
Heliumfusiondurch
bdquo3-Prozessldquo
2 3 124 CHe
)3677( MeV
Heliumverbrennung
A=5
A=8
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
Z
N
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
roter Riese
Heliumfusiondurch
bdquo3-Prozessldquo
2 3 124 CHe
)3677( MeV
Heliumverbrennung
A=5
A=8
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Verbrennung biszum Eisen
Je nach Masse des Sterns werden nach derHeliumverbrennung Kohlenstoff und ggfs noch schwerere Elemente weiterverbrannt
O C 1612
Ne O 2016
Fe Si Si 562828
Ab Eisen ist keine Energiegewinnung durch Fusion mehr
moumlglich
zB
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Verbrennung biszum Eisen
Je nach Masse des Sterns werden nach derHeliumverbrennung Kohlenstoff und ggfs noch schwerere Elemente weiterverbrannt
O C 1612
Ne O 2016
Fe Si Si 562828
Ab Eisen ist keine Energiegewinnung durch Fusion mehr
moumlglich
zB
Elementsynthese bis zuBismut beim s-process
Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuBismut beim s-process
Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
57Fe 58Fe 59Fe
59Co 60Co
60Ni 61Ni 62Ni 63Ni
63Cu
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuBismut beim s-process
Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
57Fe 58Fe 59Fe
59Co 60Co
60Ni 61Ni 62Ni 63Ni
63Cu
209Bi
208Pb207Pb
208Bi
206Tl
209Pb
210Bi
212Po211Po210Po209Po
212Po 212Po
211Bi207Bi
206Pb
207Tl
210Pb
208Tl
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuBismut beim s-process
Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
209Bi
208Pb207Pb
208Bi
206Tl
209Pb
210Bi
212Po211Po210Po209Po
212Po 212Po
211Bi207Bi
206Pb
207Tl
210Pb
208Tl
Der s-process kann keine Elemente erzeugen die schwerer als Bismut sind
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuBismut beim s-process
Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
209Bi
208Pb207Pb
208Bi
206Tl
209Pb
210Bi
212Po211Po210Po209Po
212Po 212Po
211Bi207Bi
206Pb
207Tl
210Pb
208Tl
Der s-process kann keine Elemente erzeugen die schwerer als Bismut sind
Elementsynthese bis zuTransuranen beim r-process
MStern M
weisser Zwerg
Temperatur reicht nicht zur Zuumlndung weiterer Fusionen
MStern 14 M
Supernova
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuTransuranen beim r-process
MStern M
weisser Zwerg
Temperatur reicht nicht zur Zuumlndung weiterer Fusionen
MStern 14 M
Supernova
MStern 32 M
Neutronenstern
schwarzes Loch
MStern 32 M
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuTransuranen beim r-process
MStern M
weisser Zwerg
Temperatur reicht nicht zur Zuumlndung weiterer Fusionen
MStern 14 M
Supernova
MStern 32 M
Neutronenstern
schwarzes Loch
MStern 32 M
Bei einer Supernova-Explosion werden extrem grosse Neutronenfluumlsse erreichtDabei ist der Neutroneneinfang schneller als - und -Zerfallsprozesse und es wird die bdquoUran-Inselldquo erreicht
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
KernsyntheseElementsynthese bis zu
Transuranen beim r-process
Supernova
Bei einer Supernova-Explosion werden extrem grosse Neutronenfluumlsse erreichtDabei ist der Neutroneneinfang schneller als - und -Zerfallsprozesse und es wird die bdquoUran-Inselldquo erreicht
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
VZusammenfassung
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
Die beobachteten Elementhaumlufigkeiten stimmen hervorragend mit den Berechnungen uumlberein
Diese Uumlbereinstimmung ist eine wichtige Stuumltze des Standardmodells der Kosmologie
ZusammenfassungI Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
I Einfuumlhrung
II Das Neutron zu ProtonVerhaumlltnis NnNp
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
V Zusammenfassung
Uumlberblick
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
IEinfuumlhrung
I Einfuumlhrung
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
V Zusammen-fassung
1 Struktur der Masse im Universsum
2 Haumlufigkeitsver-teilung der Elemente
3 Prozesse der Elementsynthese
4 Der zeitliche Rahmen
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
73 23 4
Vakuumenergie
Dunkle Materie
Baryonische Materie
Struktur der Masseim Universum
90
10
Interstellares Gas
Sterne
Struktur derBaryonischen Materie
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Struktur der Masse im Universsum
2 Haumlufigkeitsver-teilung der Elemente
3 Prozesse der Elementsynthese
4 Der zeitliche Rahmen
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
73 23 4
Vakuumenergie
Dunkle Materie
Baryonische Materie
Struktur der Masseim Universum
90
10
Interstellares Gas
Sterne
Struktur derBaryonischen Materie
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Struktur der Masse im Universsum
2 Haumlufigkeitsver-teilung der Elemente
3 Prozesse der Elementsynthese
4 Der zeitliche Rahmen
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
73 23 4
Vakuumenergie
Dunkle Materie
Baryonische Materie
Haumlufigkeitsverteilung der Elemente
75
lt 1
24
WasserstoffHeliumschwerer als Helium
Elementhaumlufigkeiten
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Struktur der Masse im Universsum
2 Haumlufigkeitsver-teilung der Elemente
3 Prozesse der Elementsynthese
4 Der zeitliche Rahmen
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
73 23 4
Vakuumenergie
Dunkle Materie
Baryonische Materie
75
124
Wasserstoff
Helium
schwerer als Helium
75
lt 1
24
WasserstoffHeliumschwerer als Helium
Haumlufigkeitsverteilung der Elemente
Elementhaumlufigkeiten
75
lt 1
24
Wasserstoff
Helium
schwerer alsHelium
Prezesse der ElementesyntheseI Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Struktur der Masse im Universsum
2 Haumlufigkeitsver-teilung der Elemente
3 Prozesse der Elementsynthese
4 Der zeitliche Rahmen
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
Stellare Kernsynthese
Verbrennungs-phase
lt Pb bis Transurane
Supernova
Stellare Kernsynthese
Verbrennungs-phase
lt Pb bis Transurane
Supernova
Spallations-
prozesse
6Li 9Be 10B 11B
Stellare Kernsynthese
Verbrennungs-phase
lt Pb bis Transurane
Supernova
Primordiale
Kernsynthese
H He
75
124
Wasserstoff
Helium
schwerer als Helium
Prezesse der Elementesynthese
Primordiale
Kernsynthese
H He
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Struktur der Masse im Universsum
2 Haumlufigkeitsver-teilung der Elemente
3 Prozesse der Elementsynthese
4 Der zeitliche Rahmen
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
KernsyntheseDer zeitliche Rahmen
- 10-6s 1012K kT=100MeV Nn Np asymp 1
Phasenuumlbergang Quark-Gluonen-Plasma rarr Nukleonen
- 1s 1010K kT=1MeV Nn Np asymp 16
Neutrinos entkoppeln von Materie n und p verlassen th Glgw
- 1-3 min 3 bis 1x109K kT=300 bis 100keV Nn Np asymp 17
Hauptphase der primordialen Kernsynthese
1s 30min
Primordiale Kernsynthese
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Struktur der Masse im Universsum
2 Haumlufigkeitsver-teilung der Elemente
3 Prozesse der Elementsynthese
4 Der zeitliche Rahmen
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
IIDas Neutron zu Proton
Verhaumlltnis NnNp
I Einfuumlhrung
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
KernsyntheseDas Neutron zu Proton
Verhaumlltnis NnNp
Im thermodynamischen Gleichgewicht gilt die Boltzmannverteilung
kT
E
~ eHaumlufigkeit
MeVmmm pn 291 c) ( c mit 22
e
e
e NN
2
2
2
c
c
c
pnkT
m
kT
m
kT
m
p
n
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
KernsyntheseDas Neutron zu Proton
Verhaumlltnis NnNp
Im thermodynamischen Gleichgewicht gilt kT
MeV291
pn e NN
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
KernsyntheseDas Neutron zu Proton
Verhaumlltnis NnNp
Im thermodynamischen Gleichgewicht gilt kT
MeV291
pn e NN
Das th Gleichgewicht zwischen n und p wird durch folgende Prozesse der schwachen Wechselwirkung aufrecht erhalten
eepn
enep
enp e
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
KernsyntheseDas Neutron zu Proton
Verhaumlltnis NnNp
Das th Gleichgewicht zwischen n und p wird durch folgende Prozesse der schwachen Wechselwirkung aufrecht erhalten
eepn
enep
enp e
Bei einer Energie von ca1 MeV friert die schwacheWechselwirkung aus
Neutronen und Protonenverlassen das thermischeGleichgewicht
rarr
Nuk
leos
ynth
ese
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
KernsyntheseDas Proton zu Neutron
Verhaumlltnis NnNp
Das th Gleichgewicht zwischen n und p wird durch folgende Prozesse der schwachen Wechselwirkung aufrecht erhalten
eepn
enep
enp e
Bei einer Energie von ca1 MeV friert die schwacheWechselwirkung aus
Neutronen und Protonenverlassen das thermischeGleichgewicht
rarr
Nuk
leos
ynth
eseNach der primordialen Kernsynthese
sind praktische alle Neutronen in 4He gebunden
Das Verhaumlltnis NnNp hat seinen end- guumlltigen Wert 8812 angenommen
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
IIIPrimordiale
Kernsynthese
I Einfuumlhrung
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese Die Nuklidkarte
N
Z
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
Die Nuklidkarte
N
Z
0 1 2 3 4 5 6 7
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
KernsyntheseDie 12 fundamentalen
Reaktionen
N
Z
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
Die Nuklidkarte
n rarr p
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
7Be + n rarr 7Li + p
t + d rarr 4He + n
3He + n rarr t + p
d + d rarr t + p
3He + d rarr 4He + p
n rarr pn rarr p
p + n rarr d
d + p rarr 3He
d + d rarr 3He + n
d + d rarr t + p
t + d rarr 4He + n
t + rarr 7Li
3He + n rarr t + p
3He + rarr 7Be
7Be + n rarr 7Li + p
p + n rarr d
d + p rarr 3He
d + d rarr 3He + n
t + rarr 7Li
3He + rarr 7Be
7Li + p rarr 4He +
Die 12 fundamentalen Reaktionen
N
Z
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
3He + d rarr 4He + p
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
N
Z
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
n rarr p
p + n rarr d
d + p rarr 3He
d + d rarr 3He + n
d + d rarr t + p
t + d rarr 4He + n
t + rarr 7Li
3He + n rarr t + p
3He + rarr 7Be
7Be + n rarr 7Li + p
Die 12 fundamentalen Reaktionen
3He + d rarr 4He + p
7Li + p rarr 4He +
N
Z
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
n rarr p
p + n rarr d
d + p rarr 3He
d + d rarr 3He + n
d + d rarr t + p
t + d rarr 4He + n
t + rarr 7Li
3He + n rarr t + p
3He + rarr 7Be
7Be + n rarr 7Li + p
Die 12 fundamentalen Reaktionen
3He + d rarr 4He + p
7Li + p rarr 4He +
N
Z
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
A=5
A=8
N
Z
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
n rarr p
p + n rarr d
d + p rarr 3He
d + d rarr 3He + n
d + d rarr t + p
t + d rarr 4He + n
t + rarr 7Li
3He + n rarr t + p
3He + rarr 7Be
7Be + n rarr 7Li + p
Die 12 fundamentalen Reaktionen
3He + d rarr 4He + p
7Li + p rarr 4He +
N
Z
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
12 p 12 n
Primordiale 4He-HaumlufigkeitDas Neutron-zu-Proton-Verhaumlltnis betraumlgt nachder primordialen Kernsynthese 1288
88 Protonen 12 Neutronen
Praktisch alle Neutronen befinden sich nach derprimordialen Kernsynthese in 4He-Kernen
76 Protonen 24 4He
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese Der zeitliche AblaufI Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
IVStellare Kernsynthese
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
MStern lt 008 M
brauner ZwergTemperatur reicht nicht zur Zuumlndung
der Wasserstofffusion
MStern gt 008 M
Wasserstofffusion setzt ein
2
33
3
ee
ppHeHe
Hedp
edpp e
22 4 eep
)021(
)8612(
)495(
)420(
MeV
MeV
MeV
MeV
)7226( MeV
Heliumkern
Wasserstoffverbrennung
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
MStern lt 008 M
brauner ZwergTemperatur reicht nicht zur Zuumlndung
der Wasserstofffusion
MStern gt 008 M
Wasserstofffusion setzt ein
2
33
3
ee
ppHeHe
Hedp
edpp e
22 4 eep
)021(
)8612(
)495(
)420(
MeV
MeV
MeV
MeV
)7226( MeV
Heliumkern
Wasserstoffverbrennung
MStern ltlt M MStern M
weisser Zwerg
Temperatur reicht nicht zur Zuumlndungder Heliumfusion roter Riese
Heliumfusiondurch
bdquo3-Prozessldquo
2 3 124 CHe
)3677( MeV
Heliumverbrennung
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
MStern ltlt M MStern M
weisser Zwerg
Temperatur reicht nicht zur Zuumlndungder Heliumfusion roter Riese
Heliumfusiondurch
bdquo3-Prozessldquo
2 3 124 CHe
)3677( MeV
Heliumverbrennung
N
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
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8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
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11C 203 min
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0 1 2 3 4 5 6 7
Z
A=5
A=8
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
Z
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n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
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6Li 7Li8Li842 ms
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0 1 2 3 4 5 6 7
roter Riese
Heliumfusiondurch
bdquo3-Prozessldquo
2 3 124 CHe
)3677( MeV
Heliumverbrennung
A=5
A=8
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
Z
N
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
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11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
roter Riese
Heliumfusiondurch
bdquo3-Prozessldquo
2 3 124 CHe
)3677( MeV
Heliumverbrennung
A=5
A=8
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Verbrennung biszum Eisen
Je nach Masse des Sterns werden nach derHeliumverbrennung Kohlenstoff und ggfs noch schwerere Elemente weiterverbrannt
O C 1612
Ne O 2016
Fe Si Si 562828
Ab Eisen ist keine Energiegewinnung durch Fusion mehr
moumlglich
zB
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Verbrennung biszum Eisen
Je nach Masse des Sterns werden nach derHeliumverbrennung Kohlenstoff und ggfs noch schwerere Elemente weiterverbrannt
O C 1612
Ne O 2016
Fe Si Si 562828
Ab Eisen ist keine Energiegewinnung durch Fusion mehr
moumlglich
zB
Elementsynthese bis zuBismut beim s-process
Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuBismut beim s-process
Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
57Fe 58Fe 59Fe
59Co 60Co
60Ni 61Ni 62Ni 63Ni
63Cu
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuBismut beim s-process
Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
57Fe 58Fe 59Fe
59Co 60Co
60Ni 61Ni 62Ni 63Ni
63Cu
209Bi
208Pb207Pb
208Bi
206Tl
209Pb
210Bi
212Po211Po210Po209Po
212Po 212Po
211Bi207Bi
206Pb
207Tl
210Pb
208Tl
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuBismut beim s-process
Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
209Bi
208Pb207Pb
208Bi
206Tl
209Pb
210Bi
212Po211Po210Po209Po
212Po 212Po
211Bi207Bi
206Pb
207Tl
210Pb
208Tl
Der s-process kann keine Elemente erzeugen die schwerer als Bismut sind
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuBismut beim s-process
Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
209Bi
208Pb207Pb
208Bi
206Tl
209Pb
210Bi
212Po211Po210Po209Po
212Po 212Po
211Bi207Bi
206Pb
207Tl
210Pb
208Tl
Der s-process kann keine Elemente erzeugen die schwerer als Bismut sind
Elementsynthese bis zuTransuranen beim r-process
MStern M
weisser Zwerg
Temperatur reicht nicht zur Zuumlndung weiterer Fusionen
MStern 14 M
Supernova
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuTransuranen beim r-process
MStern M
weisser Zwerg
Temperatur reicht nicht zur Zuumlndung weiterer Fusionen
MStern 14 M
Supernova
MStern 32 M
Neutronenstern
schwarzes Loch
MStern 32 M
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuTransuranen beim r-process
MStern M
weisser Zwerg
Temperatur reicht nicht zur Zuumlndung weiterer Fusionen
MStern 14 M
Supernova
MStern 32 M
Neutronenstern
schwarzes Loch
MStern 32 M
Bei einer Supernova-Explosion werden extrem grosse Neutronenfluumlsse erreichtDabei ist der Neutroneneinfang schneller als - und -Zerfallsprozesse und es wird die bdquoUran-Inselldquo erreicht
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
KernsyntheseElementsynthese bis zu
Transuranen beim r-process
Supernova
Bei einer Supernova-Explosion werden extrem grosse Neutronenfluumlsse erreichtDabei ist der Neutroneneinfang schneller als - und -Zerfallsprozesse und es wird die bdquoUran-Inselldquo erreicht
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
VZusammenfassung
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
Die beobachteten Elementhaumlufigkeiten stimmen hervorragend mit den Berechnungen uumlberein
Diese Uumlbereinstimmung ist eine wichtige Stuumltze des Standardmodells der Kosmologie
ZusammenfassungI Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
IEinfuumlhrung
I Einfuumlhrung
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
V Zusammen-fassung
1 Struktur der Masse im Universsum
2 Haumlufigkeitsver-teilung der Elemente
3 Prozesse der Elementsynthese
4 Der zeitliche Rahmen
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
73 23 4
Vakuumenergie
Dunkle Materie
Baryonische Materie
Struktur der Masseim Universum
90
10
Interstellares Gas
Sterne
Struktur derBaryonischen Materie
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Struktur der Masse im Universsum
2 Haumlufigkeitsver-teilung der Elemente
3 Prozesse der Elementsynthese
4 Der zeitliche Rahmen
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
73 23 4
Vakuumenergie
Dunkle Materie
Baryonische Materie
Struktur der Masseim Universum
90
10
Interstellares Gas
Sterne
Struktur derBaryonischen Materie
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Struktur der Masse im Universsum
2 Haumlufigkeitsver-teilung der Elemente
3 Prozesse der Elementsynthese
4 Der zeitliche Rahmen
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
73 23 4
Vakuumenergie
Dunkle Materie
Baryonische Materie
Haumlufigkeitsverteilung der Elemente
75
lt 1
24
WasserstoffHeliumschwerer als Helium
Elementhaumlufigkeiten
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Struktur der Masse im Universsum
2 Haumlufigkeitsver-teilung der Elemente
3 Prozesse der Elementsynthese
4 Der zeitliche Rahmen
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
73 23 4
Vakuumenergie
Dunkle Materie
Baryonische Materie
75
124
Wasserstoff
Helium
schwerer als Helium
75
lt 1
24
WasserstoffHeliumschwerer als Helium
Haumlufigkeitsverteilung der Elemente
Elementhaumlufigkeiten
75
lt 1
24
Wasserstoff
Helium
schwerer alsHelium
Prezesse der ElementesyntheseI Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Struktur der Masse im Universsum
2 Haumlufigkeitsver-teilung der Elemente
3 Prozesse der Elementsynthese
4 Der zeitliche Rahmen
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
Stellare Kernsynthese
Verbrennungs-phase
lt Pb bis Transurane
Supernova
Stellare Kernsynthese
Verbrennungs-phase
lt Pb bis Transurane
Supernova
Spallations-
prozesse
6Li 9Be 10B 11B
Stellare Kernsynthese
Verbrennungs-phase
lt Pb bis Transurane
Supernova
Primordiale
Kernsynthese
H He
75
124
Wasserstoff
Helium
schwerer als Helium
Prezesse der Elementesynthese
Primordiale
Kernsynthese
H He
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Struktur der Masse im Universsum
2 Haumlufigkeitsver-teilung der Elemente
3 Prozesse der Elementsynthese
4 Der zeitliche Rahmen
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
KernsyntheseDer zeitliche Rahmen
- 10-6s 1012K kT=100MeV Nn Np asymp 1
Phasenuumlbergang Quark-Gluonen-Plasma rarr Nukleonen
- 1s 1010K kT=1MeV Nn Np asymp 16
Neutrinos entkoppeln von Materie n und p verlassen th Glgw
- 1-3 min 3 bis 1x109K kT=300 bis 100keV Nn Np asymp 17
Hauptphase der primordialen Kernsynthese
1s 30min
Primordiale Kernsynthese
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Struktur der Masse im Universsum
2 Haumlufigkeitsver-teilung der Elemente
3 Prozesse der Elementsynthese
4 Der zeitliche Rahmen
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
IIDas Neutron zu Proton
Verhaumlltnis NnNp
I Einfuumlhrung
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
KernsyntheseDas Neutron zu Proton
Verhaumlltnis NnNp
Im thermodynamischen Gleichgewicht gilt die Boltzmannverteilung
kT
E
~ eHaumlufigkeit
MeVmmm pn 291 c) ( c mit 22
e
e
e NN
2
2
2
c
c
c
pnkT
m
kT
m
kT
m
p
n
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
KernsyntheseDas Neutron zu Proton
Verhaumlltnis NnNp
Im thermodynamischen Gleichgewicht gilt kT
MeV291
pn e NN
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
KernsyntheseDas Neutron zu Proton
Verhaumlltnis NnNp
Im thermodynamischen Gleichgewicht gilt kT
MeV291
pn e NN
Das th Gleichgewicht zwischen n und p wird durch folgende Prozesse der schwachen Wechselwirkung aufrecht erhalten
eepn
enep
enp e
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
KernsyntheseDas Neutron zu Proton
Verhaumlltnis NnNp
Das th Gleichgewicht zwischen n und p wird durch folgende Prozesse der schwachen Wechselwirkung aufrecht erhalten
eepn
enep
enp e
Bei einer Energie von ca1 MeV friert die schwacheWechselwirkung aus
Neutronen und Protonenverlassen das thermischeGleichgewicht
rarr
Nuk
leos
ynth
ese
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
KernsyntheseDas Proton zu Neutron
Verhaumlltnis NnNp
Das th Gleichgewicht zwischen n und p wird durch folgende Prozesse der schwachen Wechselwirkung aufrecht erhalten
eepn
enep
enp e
Bei einer Energie von ca1 MeV friert die schwacheWechselwirkung aus
Neutronen und Protonenverlassen das thermischeGleichgewicht
rarr
Nuk
leos
ynth
eseNach der primordialen Kernsynthese
sind praktische alle Neutronen in 4He gebunden
Das Verhaumlltnis NnNp hat seinen end- guumlltigen Wert 8812 angenommen
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
IIIPrimordiale
Kernsynthese
I Einfuumlhrung
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese Die Nuklidkarte
N
Z
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
Die Nuklidkarte
N
Z
0 1 2 3 4 5 6 7
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
KernsyntheseDie 12 fundamentalen
Reaktionen
N
Z
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
Die Nuklidkarte
n rarr p
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
7Be + n rarr 7Li + p
t + d rarr 4He + n
3He + n rarr t + p
d + d rarr t + p
3He + d rarr 4He + p
n rarr pn rarr p
p + n rarr d
d + p rarr 3He
d + d rarr 3He + n
d + d rarr t + p
t + d rarr 4He + n
t + rarr 7Li
3He + n rarr t + p
3He + rarr 7Be
7Be + n rarr 7Li + p
p + n rarr d
d + p rarr 3He
d + d rarr 3He + n
t + rarr 7Li
3He + rarr 7Be
7Li + p rarr 4He +
Die 12 fundamentalen Reaktionen
N
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n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
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3He + d rarr 4He + p
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
N
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n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
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10C193 s
11C 203 min
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n rarr p
p + n rarr d
d + p rarr 3He
d + d rarr 3He + n
d + d rarr t + p
t + d rarr 4He + n
t + rarr 7Li
3He + n rarr t + p
3He + rarr 7Be
7Be + n rarr 7Li + p
Die 12 fundamentalen Reaktionen
3He + d rarr 4He + p
7Li + p rarr 4He +
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n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
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I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
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Kernsynthese
n rarr p
p + n rarr d
d + p rarr 3He
d + d rarr 3He + n
d + d rarr t + p
t + d rarr 4He + n
t + rarr 7Li
3He + n rarr t + p
3He + rarr 7Be
7Be + n rarr 7Li + p
Die 12 fundamentalen Reaktionen
3He + d rarr 4He + p
7Li + p rarr 4He +
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3He 4He6He808ms
8He122 ms
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A=5
A=8
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6Li 7Li8Li842 ms
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11C 203 min
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I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
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Kernsynthese
n rarr p
p + n rarr d
d + p rarr 3He
d + d rarr 3He + n
d + d rarr t + p
t + d rarr 4He + n
t + rarr 7Li
3He + n rarr t + p
3He + rarr 7Be
7Be + n rarr 7Li + p
Die 12 fundamentalen Reaktionen
3He + d rarr 4He + p
7Li + p rarr 4He +
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1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
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9Be10Be16106 a
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I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
12 p 12 n
Primordiale 4He-HaumlufigkeitDas Neutron-zu-Proton-Verhaumlltnis betraumlgt nachder primordialen Kernsynthese 1288
88 Protonen 12 Neutronen
Praktisch alle Neutronen befinden sich nach derprimordialen Kernsynthese in 4He-Kernen
76 Protonen 24 4He
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese Der zeitliche AblaufI Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
IVStellare Kernsynthese
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
MStern lt 008 M
brauner ZwergTemperatur reicht nicht zur Zuumlndung
der Wasserstofffusion
MStern gt 008 M
Wasserstofffusion setzt ein
2
33
3
ee
ppHeHe
Hedp
edpp e
22 4 eep
)021(
)8612(
)495(
)420(
MeV
MeV
MeV
MeV
)7226( MeV
Heliumkern
Wasserstoffverbrennung
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
MStern lt 008 M
brauner ZwergTemperatur reicht nicht zur Zuumlndung
der Wasserstofffusion
MStern gt 008 M
Wasserstofffusion setzt ein
2
33
3
ee
ppHeHe
Hedp
edpp e
22 4 eep
)021(
)8612(
)495(
)420(
MeV
MeV
MeV
MeV
)7226( MeV
Heliumkern
Wasserstoffverbrennung
MStern ltlt M MStern M
weisser Zwerg
Temperatur reicht nicht zur Zuumlndungder Heliumfusion roter Riese
Heliumfusiondurch
bdquo3-Prozessldquo
2 3 124 CHe
)3677( MeV
Heliumverbrennung
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
MStern ltlt M MStern M
weisser Zwerg
Temperatur reicht nicht zur Zuumlndungder Heliumfusion roter Riese
Heliumfusiondurch
bdquo3-Prozessldquo
2 3 124 CHe
)3677( MeV
Heliumverbrennung
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n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
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Z
A=5
A=8
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
Z
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n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
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7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
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11C 203 min
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roter Riese
Heliumfusiondurch
bdquo3-Prozessldquo
2 3 124 CHe
)3677( MeV
Heliumverbrennung
A=5
A=8
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
Z
N
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
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roter Riese
Heliumfusiondurch
bdquo3-Prozessldquo
2 3 124 CHe
)3677( MeV
Heliumverbrennung
A=5
A=8
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Verbrennung biszum Eisen
Je nach Masse des Sterns werden nach derHeliumverbrennung Kohlenstoff und ggfs noch schwerere Elemente weiterverbrannt
O C 1612
Ne O 2016
Fe Si Si 562828
Ab Eisen ist keine Energiegewinnung durch Fusion mehr
moumlglich
zB
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Verbrennung biszum Eisen
Je nach Masse des Sterns werden nach derHeliumverbrennung Kohlenstoff und ggfs noch schwerere Elemente weiterverbrannt
O C 1612
Ne O 2016
Fe Si Si 562828
Ab Eisen ist keine Energiegewinnung durch Fusion mehr
moumlglich
zB
Elementsynthese bis zuBismut beim s-process
Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuBismut beim s-process
Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
57Fe 58Fe 59Fe
59Co 60Co
60Ni 61Ni 62Ni 63Ni
63Cu
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuBismut beim s-process
Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
57Fe 58Fe 59Fe
59Co 60Co
60Ni 61Ni 62Ni 63Ni
63Cu
209Bi
208Pb207Pb
208Bi
206Tl
209Pb
210Bi
212Po211Po210Po209Po
212Po 212Po
211Bi207Bi
206Pb
207Tl
210Pb
208Tl
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuBismut beim s-process
Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
209Bi
208Pb207Pb
208Bi
206Tl
209Pb
210Bi
212Po211Po210Po209Po
212Po 212Po
211Bi207Bi
206Pb
207Tl
210Pb
208Tl
Der s-process kann keine Elemente erzeugen die schwerer als Bismut sind
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuBismut beim s-process
Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
209Bi
208Pb207Pb
208Bi
206Tl
209Pb
210Bi
212Po211Po210Po209Po
212Po 212Po
211Bi207Bi
206Pb
207Tl
210Pb
208Tl
Der s-process kann keine Elemente erzeugen die schwerer als Bismut sind
Elementsynthese bis zuTransuranen beim r-process
MStern M
weisser Zwerg
Temperatur reicht nicht zur Zuumlndung weiterer Fusionen
MStern 14 M
Supernova
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuTransuranen beim r-process
MStern M
weisser Zwerg
Temperatur reicht nicht zur Zuumlndung weiterer Fusionen
MStern 14 M
Supernova
MStern 32 M
Neutronenstern
schwarzes Loch
MStern 32 M
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuTransuranen beim r-process
MStern M
weisser Zwerg
Temperatur reicht nicht zur Zuumlndung weiterer Fusionen
MStern 14 M
Supernova
MStern 32 M
Neutronenstern
schwarzes Loch
MStern 32 M
Bei einer Supernova-Explosion werden extrem grosse Neutronenfluumlsse erreichtDabei ist der Neutroneneinfang schneller als - und -Zerfallsprozesse und es wird die bdquoUran-Inselldquo erreicht
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
KernsyntheseElementsynthese bis zu
Transuranen beim r-process
Supernova
Bei einer Supernova-Explosion werden extrem grosse Neutronenfluumlsse erreichtDabei ist der Neutroneneinfang schneller als - und -Zerfallsprozesse und es wird die bdquoUran-Inselldquo erreicht
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
VZusammenfassung
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
Die beobachteten Elementhaumlufigkeiten stimmen hervorragend mit den Berechnungen uumlberein
Diese Uumlbereinstimmung ist eine wichtige Stuumltze des Standardmodells der Kosmologie
ZusammenfassungI Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
73 23 4
Vakuumenergie
Dunkle Materie
Baryonische Materie
Struktur der Masseim Universum
90
10
Interstellares Gas
Sterne
Struktur derBaryonischen Materie
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Struktur der Masse im Universsum
2 Haumlufigkeitsver-teilung der Elemente
3 Prozesse der Elementsynthese
4 Der zeitliche Rahmen
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
73 23 4
Vakuumenergie
Dunkle Materie
Baryonische Materie
Struktur der Masseim Universum
90
10
Interstellares Gas
Sterne
Struktur derBaryonischen Materie
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Struktur der Masse im Universsum
2 Haumlufigkeitsver-teilung der Elemente
3 Prozesse der Elementsynthese
4 Der zeitliche Rahmen
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
73 23 4
Vakuumenergie
Dunkle Materie
Baryonische Materie
Haumlufigkeitsverteilung der Elemente
75
lt 1
24
WasserstoffHeliumschwerer als Helium
Elementhaumlufigkeiten
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Struktur der Masse im Universsum
2 Haumlufigkeitsver-teilung der Elemente
3 Prozesse der Elementsynthese
4 Der zeitliche Rahmen
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
73 23 4
Vakuumenergie
Dunkle Materie
Baryonische Materie
75
124
Wasserstoff
Helium
schwerer als Helium
75
lt 1
24
WasserstoffHeliumschwerer als Helium
Haumlufigkeitsverteilung der Elemente
Elementhaumlufigkeiten
75
lt 1
24
Wasserstoff
Helium
schwerer alsHelium
Prezesse der ElementesyntheseI Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Struktur der Masse im Universsum
2 Haumlufigkeitsver-teilung der Elemente
3 Prozesse der Elementsynthese
4 Der zeitliche Rahmen
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
Stellare Kernsynthese
Verbrennungs-phase
lt Pb bis Transurane
Supernova
Stellare Kernsynthese
Verbrennungs-phase
lt Pb bis Transurane
Supernova
Spallations-
prozesse
6Li 9Be 10B 11B
Stellare Kernsynthese
Verbrennungs-phase
lt Pb bis Transurane
Supernova
Primordiale
Kernsynthese
H He
75
124
Wasserstoff
Helium
schwerer als Helium
Prezesse der Elementesynthese
Primordiale
Kernsynthese
H He
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Struktur der Masse im Universsum
2 Haumlufigkeitsver-teilung der Elemente
3 Prozesse der Elementsynthese
4 Der zeitliche Rahmen
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
KernsyntheseDer zeitliche Rahmen
- 10-6s 1012K kT=100MeV Nn Np asymp 1
Phasenuumlbergang Quark-Gluonen-Plasma rarr Nukleonen
- 1s 1010K kT=1MeV Nn Np asymp 16
Neutrinos entkoppeln von Materie n und p verlassen th Glgw
- 1-3 min 3 bis 1x109K kT=300 bis 100keV Nn Np asymp 17
Hauptphase der primordialen Kernsynthese
1s 30min
Primordiale Kernsynthese
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Struktur der Masse im Universsum
2 Haumlufigkeitsver-teilung der Elemente
3 Prozesse der Elementsynthese
4 Der zeitliche Rahmen
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
IIDas Neutron zu Proton
Verhaumlltnis NnNp
I Einfuumlhrung
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
KernsyntheseDas Neutron zu Proton
Verhaumlltnis NnNp
Im thermodynamischen Gleichgewicht gilt die Boltzmannverteilung
kT
E
~ eHaumlufigkeit
MeVmmm pn 291 c) ( c mit 22
e
e
e NN
2
2
2
c
c
c
pnkT
m
kT
m
kT
m
p
n
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
KernsyntheseDas Neutron zu Proton
Verhaumlltnis NnNp
Im thermodynamischen Gleichgewicht gilt kT
MeV291
pn e NN
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
KernsyntheseDas Neutron zu Proton
Verhaumlltnis NnNp
Im thermodynamischen Gleichgewicht gilt kT
MeV291
pn e NN
Das th Gleichgewicht zwischen n und p wird durch folgende Prozesse der schwachen Wechselwirkung aufrecht erhalten
eepn
enep
enp e
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
KernsyntheseDas Neutron zu Proton
Verhaumlltnis NnNp
Das th Gleichgewicht zwischen n und p wird durch folgende Prozesse der schwachen Wechselwirkung aufrecht erhalten
eepn
enep
enp e
Bei einer Energie von ca1 MeV friert die schwacheWechselwirkung aus
Neutronen und Protonenverlassen das thermischeGleichgewicht
rarr
Nuk
leos
ynth
ese
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
KernsyntheseDas Proton zu Neutron
Verhaumlltnis NnNp
Das th Gleichgewicht zwischen n und p wird durch folgende Prozesse der schwachen Wechselwirkung aufrecht erhalten
eepn
enep
enp e
Bei einer Energie von ca1 MeV friert die schwacheWechselwirkung aus
Neutronen und Protonenverlassen das thermischeGleichgewicht
rarr
Nuk
leos
ynth
eseNach der primordialen Kernsynthese
sind praktische alle Neutronen in 4He gebunden
Das Verhaumlltnis NnNp hat seinen end- guumlltigen Wert 8812 angenommen
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
IIIPrimordiale
Kernsynthese
I Einfuumlhrung
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese Die Nuklidkarte
N
Z
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
Die Nuklidkarte
N
Z
0 1 2 3 4 5 6 7
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
KernsyntheseDie 12 fundamentalen
Reaktionen
N
Z
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
Die Nuklidkarte
n rarr p
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
7Be + n rarr 7Li + p
t + d rarr 4He + n
3He + n rarr t + p
d + d rarr t + p
3He + d rarr 4He + p
n rarr pn rarr p
p + n rarr d
d + p rarr 3He
d + d rarr 3He + n
d + d rarr t + p
t + d rarr 4He + n
t + rarr 7Li
3He + n rarr t + p
3He + rarr 7Be
7Be + n rarr 7Li + p
p + n rarr d
d + p rarr 3He
d + d rarr 3He + n
t + rarr 7Li
3He + rarr 7Be
7Li + p rarr 4He +
Die 12 fundamentalen Reaktionen
N
Z
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
3He + d rarr 4He + p
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
N
Z
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
n rarr p
p + n rarr d
d + p rarr 3He
d + d rarr 3He + n
d + d rarr t + p
t + d rarr 4He + n
t + rarr 7Li
3He + n rarr t + p
3He + rarr 7Be
7Be + n rarr 7Li + p
Die 12 fundamentalen Reaktionen
3He + d rarr 4He + p
7Li + p rarr 4He +
N
Z
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
n rarr p
p + n rarr d
d + p rarr 3He
d + d rarr 3He + n
d + d rarr t + p
t + d rarr 4He + n
t + rarr 7Li
3He + n rarr t + p
3He + rarr 7Be
7Be + n rarr 7Li + p
Die 12 fundamentalen Reaktionen
3He + d rarr 4He + p
7Li + p rarr 4He +
N
Z
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
A=5
A=8
N
Z
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
n rarr p
p + n rarr d
d + p rarr 3He
d + d rarr 3He + n
d + d rarr t + p
t + d rarr 4He + n
t + rarr 7Li
3He + n rarr t + p
3He + rarr 7Be
7Be + n rarr 7Li + p
Die 12 fundamentalen Reaktionen
3He + d rarr 4He + p
7Li + p rarr 4He +
N
Z
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
12 p 12 n
Primordiale 4He-HaumlufigkeitDas Neutron-zu-Proton-Verhaumlltnis betraumlgt nachder primordialen Kernsynthese 1288
88 Protonen 12 Neutronen
Praktisch alle Neutronen befinden sich nach derprimordialen Kernsynthese in 4He-Kernen
76 Protonen 24 4He
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese Der zeitliche AblaufI Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
IVStellare Kernsynthese
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
MStern lt 008 M
brauner ZwergTemperatur reicht nicht zur Zuumlndung
der Wasserstofffusion
MStern gt 008 M
Wasserstofffusion setzt ein
2
33
3
ee
ppHeHe
Hedp
edpp e
22 4 eep
)021(
)8612(
)495(
)420(
MeV
MeV
MeV
MeV
)7226( MeV
Heliumkern
Wasserstoffverbrennung
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
MStern lt 008 M
brauner ZwergTemperatur reicht nicht zur Zuumlndung
der Wasserstofffusion
MStern gt 008 M
Wasserstofffusion setzt ein
2
33
3
ee
ppHeHe
Hedp
edpp e
22 4 eep
)021(
)8612(
)495(
)420(
MeV
MeV
MeV
MeV
)7226( MeV
Heliumkern
Wasserstoffverbrennung
MStern ltlt M MStern M
weisser Zwerg
Temperatur reicht nicht zur Zuumlndungder Heliumfusion roter Riese
Heliumfusiondurch
bdquo3-Prozessldquo
2 3 124 CHe
)3677( MeV
Heliumverbrennung
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
MStern ltlt M MStern M
weisser Zwerg
Temperatur reicht nicht zur Zuumlndungder Heliumfusion roter Riese
Heliumfusiondurch
bdquo3-Prozessldquo
2 3 124 CHe
)3677( MeV
Heliumverbrennung
N
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
Z
A=5
A=8
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
Z
N
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
roter Riese
Heliumfusiondurch
bdquo3-Prozessldquo
2 3 124 CHe
)3677( MeV
Heliumverbrennung
A=5
A=8
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
Z
N
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
roter Riese
Heliumfusiondurch
bdquo3-Prozessldquo
2 3 124 CHe
)3677( MeV
Heliumverbrennung
A=5
A=8
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Verbrennung biszum Eisen
Je nach Masse des Sterns werden nach derHeliumverbrennung Kohlenstoff und ggfs noch schwerere Elemente weiterverbrannt
O C 1612
Ne O 2016
Fe Si Si 562828
Ab Eisen ist keine Energiegewinnung durch Fusion mehr
moumlglich
zB
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Verbrennung biszum Eisen
Je nach Masse des Sterns werden nach derHeliumverbrennung Kohlenstoff und ggfs noch schwerere Elemente weiterverbrannt
O C 1612
Ne O 2016
Fe Si Si 562828
Ab Eisen ist keine Energiegewinnung durch Fusion mehr
moumlglich
zB
Elementsynthese bis zuBismut beim s-process
Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuBismut beim s-process
Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
57Fe 58Fe 59Fe
59Co 60Co
60Ni 61Ni 62Ni 63Ni
63Cu
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuBismut beim s-process
Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
57Fe 58Fe 59Fe
59Co 60Co
60Ni 61Ni 62Ni 63Ni
63Cu
209Bi
208Pb207Pb
208Bi
206Tl
209Pb
210Bi
212Po211Po210Po209Po
212Po 212Po
211Bi207Bi
206Pb
207Tl
210Pb
208Tl
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuBismut beim s-process
Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
209Bi
208Pb207Pb
208Bi
206Tl
209Pb
210Bi
212Po211Po210Po209Po
212Po 212Po
211Bi207Bi
206Pb
207Tl
210Pb
208Tl
Der s-process kann keine Elemente erzeugen die schwerer als Bismut sind
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuBismut beim s-process
Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
209Bi
208Pb207Pb
208Bi
206Tl
209Pb
210Bi
212Po211Po210Po209Po
212Po 212Po
211Bi207Bi
206Pb
207Tl
210Pb
208Tl
Der s-process kann keine Elemente erzeugen die schwerer als Bismut sind
Elementsynthese bis zuTransuranen beim r-process
MStern M
weisser Zwerg
Temperatur reicht nicht zur Zuumlndung weiterer Fusionen
MStern 14 M
Supernova
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuTransuranen beim r-process
MStern M
weisser Zwerg
Temperatur reicht nicht zur Zuumlndung weiterer Fusionen
MStern 14 M
Supernova
MStern 32 M
Neutronenstern
schwarzes Loch
MStern 32 M
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuTransuranen beim r-process
MStern M
weisser Zwerg
Temperatur reicht nicht zur Zuumlndung weiterer Fusionen
MStern 14 M
Supernova
MStern 32 M
Neutronenstern
schwarzes Loch
MStern 32 M
Bei einer Supernova-Explosion werden extrem grosse Neutronenfluumlsse erreichtDabei ist der Neutroneneinfang schneller als - und -Zerfallsprozesse und es wird die bdquoUran-Inselldquo erreicht
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
KernsyntheseElementsynthese bis zu
Transuranen beim r-process
Supernova
Bei einer Supernova-Explosion werden extrem grosse Neutronenfluumlsse erreichtDabei ist der Neutroneneinfang schneller als - und -Zerfallsprozesse und es wird die bdquoUran-Inselldquo erreicht
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
VZusammenfassung
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
Die beobachteten Elementhaumlufigkeiten stimmen hervorragend mit den Berechnungen uumlberein
Diese Uumlbereinstimmung ist eine wichtige Stuumltze des Standardmodells der Kosmologie
ZusammenfassungI Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
73 23 4
Vakuumenergie
Dunkle Materie
Baryonische Materie
Struktur der Masseim Universum
90
10
Interstellares Gas
Sterne
Struktur derBaryonischen Materie
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Struktur der Masse im Universsum
2 Haumlufigkeitsver-teilung der Elemente
3 Prozesse der Elementsynthese
4 Der zeitliche Rahmen
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
73 23 4
Vakuumenergie
Dunkle Materie
Baryonische Materie
Haumlufigkeitsverteilung der Elemente
75
lt 1
24
WasserstoffHeliumschwerer als Helium
Elementhaumlufigkeiten
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Struktur der Masse im Universsum
2 Haumlufigkeitsver-teilung der Elemente
3 Prozesse der Elementsynthese
4 Der zeitliche Rahmen
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
73 23 4
Vakuumenergie
Dunkle Materie
Baryonische Materie
75
124
Wasserstoff
Helium
schwerer als Helium
75
lt 1
24
WasserstoffHeliumschwerer als Helium
Haumlufigkeitsverteilung der Elemente
Elementhaumlufigkeiten
75
lt 1
24
Wasserstoff
Helium
schwerer alsHelium
Prezesse der ElementesyntheseI Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Struktur der Masse im Universsum
2 Haumlufigkeitsver-teilung der Elemente
3 Prozesse der Elementsynthese
4 Der zeitliche Rahmen
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
Stellare Kernsynthese
Verbrennungs-phase
lt Pb bis Transurane
Supernova
Stellare Kernsynthese
Verbrennungs-phase
lt Pb bis Transurane
Supernova
Spallations-
prozesse
6Li 9Be 10B 11B
Stellare Kernsynthese
Verbrennungs-phase
lt Pb bis Transurane
Supernova
Primordiale
Kernsynthese
H He
75
124
Wasserstoff
Helium
schwerer als Helium
Prezesse der Elementesynthese
Primordiale
Kernsynthese
H He
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Struktur der Masse im Universsum
2 Haumlufigkeitsver-teilung der Elemente
3 Prozesse der Elementsynthese
4 Der zeitliche Rahmen
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
KernsyntheseDer zeitliche Rahmen
- 10-6s 1012K kT=100MeV Nn Np asymp 1
Phasenuumlbergang Quark-Gluonen-Plasma rarr Nukleonen
- 1s 1010K kT=1MeV Nn Np asymp 16
Neutrinos entkoppeln von Materie n und p verlassen th Glgw
- 1-3 min 3 bis 1x109K kT=300 bis 100keV Nn Np asymp 17
Hauptphase der primordialen Kernsynthese
1s 30min
Primordiale Kernsynthese
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Struktur der Masse im Universsum
2 Haumlufigkeitsver-teilung der Elemente
3 Prozesse der Elementsynthese
4 Der zeitliche Rahmen
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
IIDas Neutron zu Proton
Verhaumlltnis NnNp
I Einfuumlhrung
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
KernsyntheseDas Neutron zu Proton
Verhaumlltnis NnNp
Im thermodynamischen Gleichgewicht gilt die Boltzmannverteilung
kT
E
~ eHaumlufigkeit
MeVmmm pn 291 c) ( c mit 22
e
e
e NN
2
2
2
c
c
c
pnkT
m
kT
m
kT
m
p
n
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
KernsyntheseDas Neutron zu Proton
Verhaumlltnis NnNp
Im thermodynamischen Gleichgewicht gilt kT
MeV291
pn e NN
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
KernsyntheseDas Neutron zu Proton
Verhaumlltnis NnNp
Im thermodynamischen Gleichgewicht gilt kT
MeV291
pn e NN
Das th Gleichgewicht zwischen n und p wird durch folgende Prozesse der schwachen Wechselwirkung aufrecht erhalten
eepn
enep
enp e
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
KernsyntheseDas Neutron zu Proton
Verhaumlltnis NnNp
Das th Gleichgewicht zwischen n und p wird durch folgende Prozesse der schwachen Wechselwirkung aufrecht erhalten
eepn
enep
enp e
Bei einer Energie von ca1 MeV friert die schwacheWechselwirkung aus
Neutronen und Protonenverlassen das thermischeGleichgewicht
rarr
Nuk
leos
ynth
ese
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
KernsyntheseDas Proton zu Neutron
Verhaumlltnis NnNp
Das th Gleichgewicht zwischen n und p wird durch folgende Prozesse der schwachen Wechselwirkung aufrecht erhalten
eepn
enep
enp e
Bei einer Energie von ca1 MeV friert die schwacheWechselwirkung aus
Neutronen und Protonenverlassen das thermischeGleichgewicht
rarr
Nuk
leos
ynth
eseNach der primordialen Kernsynthese
sind praktische alle Neutronen in 4He gebunden
Das Verhaumlltnis NnNp hat seinen end- guumlltigen Wert 8812 angenommen
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
IIIPrimordiale
Kernsynthese
I Einfuumlhrung
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese Die Nuklidkarte
N
Z
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
Die Nuklidkarte
N
Z
0 1 2 3 4 5 6 7
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
KernsyntheseDie 12 fundamentalen
Reaktionen
N
Z
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
Die Nuklidkarte
n rarr p
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
7Be + n rarr 7Li + p
t + d rarr 4He + n
3He + n rarr t + p
d + d rarr t + p
3He + d rarr 4He + p
n rarr pn rarr p
p + n rarr d
d + p rarr 3He
d + d rarr 3He + n
d + d rarr t + p
t + d rarr 4He + n
t + rarr 7Li
3He + n rarr t + p
3He + rarr 7Be
7Be + n rarr 7Li + p
p + n rarr d
d + p rarr 3He
d + d rarr 3He + n
t + rarr 7Li
3He + rarr 7Be
7Li + p rarr 4He +
Die 12 fundamentalen Reaktionen
N
Z
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
3He + d rarr 4He + p
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
N
Z
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
n rarr p
p + n rarr d
d + p rarr 3He
d + d rarr 3He + n
d + d rarr t + p
t + d rarr 4He + n
t + rarr 7Li
3He + n rarr t + p
3He + rarr 7Be
7Be + n rarr 7Li + p
Die 12 fundamentalen Reaktionen
3He + d rarr 4He + p
7Li + p rarr 4He +
N
Z
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
n rarr p
p + n rarr d
d + p rarr 3He
d + d rarr 3He + n
d + d rarr t + p
t + d rarr 4He + n
t + rarr 7Li
3He + n rarr t + p
3He + rarr 7Be
7Be + n rarr 7Li + p
Die 12 fundamentalen Reaktionen
3He + d rarr 4He + p
7Li + p rarr 4He +
N
Z
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
A=5
A=8
N
Z
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
n rarr p
p + n rarr d
d + p rarr 3He
d + d rarr 3He + n
d + d rarr t + p
t + d rarr 4He + n
t + rarr 7Li
3He + n rarr t + p
3He + rarr 7Be
7Be + n rarr 7Li + p
Die 12 fundamentalen Reaktionen
3He + d rarr 4He + p
7Li + p rarr 4He +
N
Z
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
12 p 12 n
Primordiale 4He-HaumlufigkeitDas Neutron-zu-Proton-Verhaumlltnis betraumlgt nachder primordialen Kernsynthese 1288
88 Protonen 12 Neutronen
Praktisch alle Neutronen befinden sich nach derprimordialen Kernsynthese in 4He-Kernen
76 Protonen 24 4He
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese Der zeitliche AblaufI Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
IVStellare Kernsynthese
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
MStern lt 008 M
brauner ZwergTemperatur reicht nicht zur Zuumlndung
der Wasserstofffusion
MStern gt 008 M
Wasserstofffusion setzt ein
2
33
3
ee
ppHeHe
Hedp
edpp e
22 4 eep
)021(
)8612(
)495(
)420(
MeV
MeV
MeV
MeV
)7226( MeV
Heliumkern
Wasserstoffverbrennung
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
MStern lt 008 M
brauner ZwergTemperatur reicht nicht zur Zuumlndung
der Wasserstofffusion
MStern gt 008 M
Wasserstofffusion setzt ein
2
33
3
ee
ppHeHe
Hedp
edpp e
22 4 eep
)021(
)8612(
)495(
)420(
MeV
MeV
MeV
MeV
)7226( MeV
Heliumkern
Wasserstoffverbrennung
MStern ltlt M MStern M
weisser Zwerg
Temperatur reicht nicht zur Zuumlndungder Heliumfusion roter Riese
Heliumfusiondurch
bdquo3-Prozessldquo
2 3 124 CHe
)3677( MeV
Heliumverbrennung
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
MStern ltlt M MStern M
weisser Zwerg
Temperatur reicht nicht zur Zuumlndungder Heliumfusion roter Riese
Heliumfusiondurch
bdquo3-Prozessldquo
2 3 124 CHe
)3677( MeV
Heliumverbrennung
N
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
Z
A=5
A=8
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
Z
N
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
roter Riese
Heliumfusiondurch
bdquo3-Prozessldquo
2 3 124 CHe
)3677( MeV
Heliumverbrennung
A=5
A=8
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
Z
N
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
roter Riese
Heliumfusiondurch
bdquo3-Prozessldquo
2 3 124 CHe
)3677( MeV
Heliumverbrennung
A=5
A=8
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Verbrennung biszum Eisen
Je nach Masse des Sterns werden nach derHeliumverbrennung Kohlenstoff und ggfs noch schwerere Elemente weiterverbrannt
O C 1612
Ne O 2016
Fe Si Si 562828
Ab Eisen ist keine Energiegewinnung durch Fusion mehr
moumlglich
zB
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Verbrennung biszum Eisen
Je nach Masse des Sterns werden nach derHeliumverbrennung Kohlenstoff und ggfs noch schwerere Elemente weiterverbrannt
O C 1612
Ne O 2016
Fe Si Si 562828
Ab Eisen ist keine Energiegewinnung durch Fusion mehr
moumlglich
zB
Elementsynthese bis zuBismut beim s-process
Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuBismut beim s-process
Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
57Fe 58Fe 59Fe
59Co 60Co
60Ni 61Ni 62Ni 63Ni
63Cu
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuBismut beim s-process
Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
57Fe 58Fe 59Fe
59Co 60Co
60Ni 61Ni 62Ni 63Ni
63Cu
209Bi
208Pb207Pb
208Bi
206Tl
209Pb
210Bi
212Po211Po210Po209Po
212Po 212Po
211Bi207Bi
206Pb
207Tl
210Pb
208Tl
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuBismut beim s-process
Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
209Bi
208Pb207Pb
208Bi
206Tl
209Pb
210Bi
212Po211Po210Po209Po
212Po 212Po
211Bi207Bi
206Pb
207Tl
210Pb
208Tl
Der s-process kann keine Elemente erzeugen die schwerer als Bismut sind
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuBismut beim s-process
Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
209Bi
208Pb207Pb
208Bi
206Tl
209Pb
210Bi
212Po211Po210Po209Po
212Po 212Po
211Bi207Bi
206Pb
207Tl
210Pb
208Tl
Der s-process kann keine Elemente erzeugen die schwerer als Bismut sind
Elementsynthese bis zuTransuranen beim r-process
MStern M
weisser Zwerg
Temperatur reicht nicht zur Zuumlndung weiterer Fusionen
MStern 14 M
Supernova
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuTransuranen beim r-process
MStern M
weisser Zwerg
Temperatur reicht nicht zur Zuumlndung weiterer Fusionen
MStern 14 M
Supernova
MStern 32 M
Neutronenstern
schwarzes Loch
MStern 32 M
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuTransuranen beim r-process
MStern M
weisser Zwerg
Temperatur reicht nicht zur Zuumlndung weiterer Fusionen
MStern 14 M
Supernova
MStern 32 M
Neutronenstern
schwarzes Loch
MStern 32 M
Bei einer Supernova-Explosion werden extrem grosse Neutronenfluumlsse erreichtDabei ist der Neutroneneinfang schneller als - und -Zerfallsprozesse und es wird die bdquoUran-Inselldquo erreicht
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
KernsyntheseElementsynthese bis zu
Transuranen beim r-process
Supernova
Bei einer Supernova-Explosion werden extrem grosse Neutronenfluumlsse erreichtDabei ist der Neutroneneinfang schneller als - und -Zerfallsprozesse und es wird die bdquoUran-Inselldquo erreicht
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
VZusammenfassung
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
Die beobachteten Elementhaumlufigkeiten stimmen hervorragend mit den Berechnungen uumlberein
Diese Uumlbereinstimmung ist eine wichtige Stuumltze des Standardmodells der Kosmologie
ZusammenfassungI Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
73 23 4
Vakuumenergie
Dunkle Materie
Baryonische Materie
Haumlufigkeitsverteilung der Elemente
75
lt 1
24
WasserstoffHeliumschwerer als Helium
Elementhaumlufigkeiten
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Struktur der Masse im Universsum
2 Haumlufigkeitsver-teilung der Elemente
3 Prozesse der Elementsynthese
4 Der zeitliche Rahmen
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
73 23 4
Vakuumenergie
Dunkle Materie
Baryonische Materie
75
124
Wasserstoff
Helium
schwerer als Helium
75
lt 1
24
WasserstoffHeliumschwerer als Helium
Haumlufigkeitsverteilung der Elemente
Elementhaumlufigkeiten
75
lt 1
24
Wasserstoff
Helium
schwerer alsHelium
Prezesse der ElementesyntheseI Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Struktur der Masse im Universsum
2 Haumlufigkeitsver-teilung der Elemente
3 Prozesse der Elementsynthese
4 Der zeitliche Rahmen
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
Stellare Kernsynthese
Verbrennungs-phase
lt Pb bis Transurane
Supernova
Stellare Kernsynthese
Verbrennungs-phase
lt Pb bis Transurane
Supernova
Spallations-
prozesse
6Li 9Be 10B 11B
Stellare Kernsynthese
Verbrennungs-phase
lt Pb bis Transurane
Supernova
Primordiale
Kernsynthese
H He
75
124
Wasserstoff
Helium
schwerer als Helium
Prezesse der Elementesynthese
Primordiale
Kernsynthese
H He
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Struktur der Masse im Universsum
2 Haumlufigkeitsver-teilung der Elemente
3 Prozesse der Elementsynthese
4 Der zeitliche Rahmen
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
KernsyntheseDer zeitliche Rahmen
- 10-6s 1012K kT=100MeV Nn Np asymp 1
Phasenuumlbergang Quark-Gluonen-Plasma rarr Nukleonen
- 1s 1010K kT=1MeV Nn Np asymp 16
Neutrinos entkoppeln von Materie n und p verlassen th Glgw
- 1-3 min 3 bis 1x109K kT=300 bis 100keV Nn Np asymp 17
Hauptphase der primordialen Kernsynthese
1s 30min
Primordiale Kernsynthese
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Struktur der Masse im Universsum
2 Haumlufigkeitsver-teilung der Elemente
3 Prozesse der Elementsynthese
4 Der zeitliche Rahmen
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
IIDas Neutron zu Proton
Verhaumlltnis NnNp
I Einfuumlhrung
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
KernsyntheseDas Neutron zu Proton
Verhaumlltnis NnNp
Im thermodynamischen Gleichgewicht gilt die Boltzmannverteilung
kT
E
~ eHaumlufigkeit
MeVmmm pn 291 c) ( c mit 22
e
e
e NN
2
2
2
c
c
c
pnkT
m
kT
m
kT
m
p
n
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
KernsyntheseDas Neutron zu Proton
Verhaumlltnis NnNp
Im thermodynamischen Gleichgewicht gilt kT
MeV291
pn e NN
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
KernsyntheseDas Neutron zu Proton
Verhaumlltnis NnNp
Im thermodynamischen Gleichgewicht gilt kT
MeV291
pn e NN
Das th Gleichgewicht zwischen n und p wird durch folgende Prozesse der schwachen Wechselwirkung aufrecht erhalten
eepn
enep
enp e
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
KernsyntheseDas Neutron zu Proton
Verhaumlltnis NnNp
Das th Gleichgewicht zwischen n und p wird durch folgende Prozesse der schwachen Wechselwirkung aufrecht erhalten
eepn
enep
enp e
Bei einer Energie von ca1 MeV friert die schwacheWechselwirkung aus
Neutronen und Protonenverlassen das thermischeGleichgewicht
rarr
Nuk
leos
ynth
ese
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
KernsyntheseDas Proton zu Neutron
Verhaumlltnis NnNp
Das th Gleichgewicht zwischen n und p wird durch folgende Prozesse der schwachen Wechselwirkung aufrecht erhalten
eepn
enep
enp e
Bei einer Energie von ca1 MeV friert die schwacheWechselwirkung aus
Neutronen und Protonenverlassen das thermischeGleichgewicht
rarr
Nuk
leos
ynth
eseNach der primordialen Kernsynthese
sind praktische alle Neutronen in 4He gebunden
Das Verhaumlltnis NnNp hat seinen end- guumlltigen Wert 8812 angenommen
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
IIIPrimordiale
Kernsynthese
I Einfuumlhrung
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese Die Nuklidkarte
N
Z
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
Die Nuklidkarte
N
Z
0 1 2 3 4 5 6 7
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
KernsyntheseDie 12 fundamentalen
Reaktionen
N
Z
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
Die Nuklidkarte
n rarr p
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
7Be + n rarr 7Li + p
t + d rarr 4He + n
3He + n rarr t + p
d + d rarr t + p
3He + d rarr 4He + p
n rarr pn rarr p
p + n rarr d
d + p rarr 3He
d + d rarr 3He + n
d + d rarr t + p
t + d rarr 4He + n
t + rarr 7Li
3He + n rarr t + p
3He + rarr 7Be
7Be + n rarr 7Li + p
p + n rarr d
d + p rarr 3He
d + d rarr 3He + n
t + rarr 7Li
3He + rarr 7Be
7Li + p rarr 4He +
Die 12 fundamentalen Reaktionen
N
Z
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
3He + d rarr 4He + p
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
N
Z
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
n rarr p
p + n rarr d
d + p rarr 3He
d + d rarr 3He + n
d + d rarr t + p
t + d rarr 4He + n
t + rarr 7Li
3He + n rarr t + p
3He + rarr 7Be
7Be + n rarr 7Li + p
Die 12 fundamentalen Reaktionen
3He + d rarr 4He + p
7Li + p rarr 4He +
N
Z
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
n rarr p
p + n rarr d
d + p rarr 3He
d + d rarr 3He + n
d + d rarr t + p
t + d rarr 4He + n
t + rarr 7Li
3He + n rarr t + p
3He + rarr 7Be
7Be + n rarr 7Li + p
Die 12 fundamentalen Reaktionen
3He + d rarr 4He + p
7Li + p rarr 4He +
N
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n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
A=5
A=8
N
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n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
n rarr p
p + n rarr d
d + p rarr 3He
d + d rarr 3He + n
d + d rarr t + p
t + d rarr 4He + n
t + rarr 7Li
3He + n rarr t + p
3He + rarr 7Be
7Be + n rarr 7Li + p
Die 12 fundamentalen Reaktionen
3He + d rarr 4He + p
7Li + p rarr 4He +
N
Z
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
12 p 12 n
Primordiale 4He-HaumlufigkeitDas Neutron-zu-Proton-Verhaumlltnis betraumlgt nachder primordialen Kernsynthese 1288
88 Protonen 12 Neutronen
Praktisch alle Neutronen befinden sich nach derprimordialen Kernsynthese in 4He-Kernen
76 Protonen 24 4He
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese Der zeitliche AblaufI Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
IVStellare Kernsynthese
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
MStern lt 008 M
brauner ZwergTemperatur reicht nicht zur Zuumlndung
der Wasserstofffusion
MStern gt 008 M
Wasserstofffusion setzt ein
2
33
3
ee
ppHeHe
Hedp
edpp e
22 4 eep
)021(
)8612(
)495(
)420(
MeV
MeV
MeV
MeV
)7226( MeV
Heliumkern
Wasserstoffverbrennung
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
MStern lt 008 M
brauner ZwergTemperatur reicht nicht zur Zuumlndung
der Wasserstofffusion
MStern gt 008 M
Wasserstofffusion setzt ein
2
33
3
ee
ppHeHe
Hedp
edpp e
22 4 eep
)021(
)8612(
)495(
)420(
MeV
MeV
MeV
MeV
)7226( MeV
Heliumkern
Wasserstoffverbrennung
MStern ltlt M MStern M
weisser Zwerg
Temperatur reicht nicht zur Zuumlndungder Heliumfusion roter Riese
Heliumfusiondurch
bdquo3-Prozessldquo
2 3 124 CHe
)3677( MeV
Heliumverbrennung
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
MStern ltlt M MStern M
weisser Zwerg
Temperatur reicht nicht zur Zuumlndungder Heliumfusion roter Riese
Heliumfusiondurch
bdquo3-Prozessldquo
2 3 124 CHe
)3677( MeV
Heliumverbrennung
N
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
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10B 11B 12B203 ms
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Z
A=5
A=8
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
Z
N
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
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7Be533 d
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10C193 s
11C 203 min
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0 1 2 3 4 5 6 7
roter Riese
Heliumfusiondurch
bdquo3-Prozessldquo
2 3 124 CHe
)3677( MeV
Heliumverbrennung
A=5
A=8
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
Z
N
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
roter Riese
Heliumfusiondurch
bdquo3-Prozessldquo
2 3 124 CHe
)3677( MeV
Heliumverbrennung
A=5
A=8
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Verbrennung biszum Eisen
Je nach Masse des Sterns werden nach derHeliumverbrennung Kohlenstoff und ggfs noch schwerere Elemente weiterverbrannt
O C 1612
Ne O 2016
Fe Si Si 562828
Ab Eisen ist keine Energiegewinnung durch Fusion mehr
moumlglich
zB
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Verbrennung biszum Eisen
Je nach Masse des Sterns werden nach derHeliumverbrennung Kohlenstoff und ggfs noch schwerere Elemente weiterverbrannt
O C 1612
Ne O 2016
Fe Si Si 562828
Ab Eisen ist keine Energiegewinnung durch Fusion mehr
moumlglich
zB
Elementsynthese bis zuBismut beim s-process
Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuBismut beim s-process
Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
57Fe 58Fe 59Fe
59Co 60Co
60Ni 61Ni 62Ni 63Ni
63Cu
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuBismut beim s-process
Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
57Fe 58Fe 59Fe
59Co 60Co
60Ni 61Ni 62Ni 63Ni
63Cu
209Bi
208Pb207Pb
208Bi
206Tl
209Pb
210Bi
212Po211Po210Po209Po
212Po 212Po
211Bi207Bi
206Pb
207Tl
210Pb
208Tl
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuBismut beim s-process
Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
209Bi
208Pb207Pb
208Bi
206Tl
209Pb
210Bi
212Po211Po210Po209Po
212Po 212Po
211Bi207Bi
206Pb
207Tl
210Pb
208Tl
Der s-process kann keine Elemente erzeugen die schwerer als Bismut sind
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuBismut beim s-process
Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
209Bi
208Pb207Pb
208Bi
206Tl
209Pb
210Bi
212Po211Po210Po209Po
212Po 212Po
211Bi207Bi
206Pb
207Tl
210Pb
208Tl
Der s-process kann keine Elemente erzeugen die schwerer als Bismut sind
Elementsynthese bis zuTransuranen beim r-process
MStern M
weisser Zwerg
Temperatur reicht nicht zur Zuumlndung weiterer Fusionen
MStern 14 M
Supernova
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuTransuranen beim r-process
MStern M
weisser Zwerg
Temperatur reicht nicht zur Zuumlndung weiterer Fusionen
MStern 14 M
Supernova
MStern 32 M
Neutronenstern
schwarzes Loch
MStern 32 M
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuTransuranen beim r-process
MStern M
weisser Zwerg
Temperatur reicht nicht zur Zuumlndung weiterer Fusionen
MStern 14 M
Supernova
MStern 32 M
Neutronenstern
schwarzes Loch
MStern 32 M
Bei einer Supernova-Explosion werden extrem grosse Neutronenfluumlsse erreichtDabei ist der Neutroneneinfang schneller als - und -Zerfallsprozesse und es wird die bdquoUran-Inselldquo erreicht
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
KernsyntheseElementsynthese bis zu
Transuranen beim r-process
Supernova
Bei einer Supernova-Explosion werden extrem grosse Neutronenfluumlsse erreichtDabei ist der Neutroneneinfang schneller als - und -Zerfallsprozesse und es wird die bdquoUran-Inselldquo erreicht
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
VZusammenfassung
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
Die beobachteten Elementhaumlufigkeiten stimmen hervorragend mit den Berechnungen uumlberein
Diese Uumlbereinstimmung ist eine wichtige Stuumltze des Standardmodells der Kosmologie
ZusammenfassungI Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
73 23 4
Vakuumenergie
Dunkle Materie
Baryonische Materie
75
124
Wasserstoff
Helium
schwerer als Helium
75
lt 1
24
WasserstoffHeliumschwerer als Helium
Haumlufigkeitsverteilung der Elemente
Elementhaumlufigkeiten
75
lt 1
24
Wasserstoff
Helium
schwerer alsHelium
Prezesse der ElementesyntheseI Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Struktur der Masse im Universsum
2 Haumlufigkeitsver-teilung der Elemente
3 Prozesse der Elementsynthese
4 Der zeitliche Rahmen
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
Stellare Kernsynthese
Verbrennungs-phase
lt Pb bis Transurane
Supernova
Stellare Kernsynthese
Verbrennungs-phase
lt Pb bis Transurane
Supernova
Spallations-
prozesse
6Li 9Be 10B 11B
Stellare Kernsynthese
Verbrennungs-phase
lt Pb bis Transurane
Supernova
Primordiale
Kernsynthese
H He
75
124
Wasserstoff
Helium
schwerer als Helium
Prezesse der Elementesynthese
Primordiale
Kernsynthese
H He
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Struktur der Masse im Universsum
2 Haumlufigkeitsver-teilung der Elemente
3 Prozesse der Elementsynthese
4 Der zeitliche Rahmen
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
KernsyntheseDer zeitliche Rahmen
- 10-6s 1012K kT=100MeV Nn Np asymp 1
Phasenuumlbergang Quark-Gluonen-Plasma rarr Nukleonen
- 1s 1010K kT=1MeV Nn Np asymp 16
Neutrinos entkoppeln von Materie n und p verlassen th Glgw
- 1-3 min 3 bis 1x109K kT=300 bis 100keV Nn Np asymp 17
Hauptphase der primordialen Kernsynthese
1s 30min
Primordiale Kernsynthese
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Struktur der Masse im Universsum
2 Haumlufigkeitsver-teilung der Elemente
3 Prozesse der Elementsynthese
4 Der zeitliche Rahmen
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
IIDas Neutron zu Proton
Verhaumlltnis NnNp
I Einfuumlhrung
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
KernsyntheseDas Neutron zu Proton
Verhaumlltnis NnNp
Im thermodynamischen Gleichgewicht gilt die Boltzmannverteilung
kT
E
~ eHaumlufigkeit
MeVmmm pn 291 c) ( c mit 22
e
e
e NN
2
2
2
c
c
c
pnkT
m
kT
m
kT
m
p
n
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
KernsyntheseDas Neutron zu Proton
Verhaumlltnis NnNp
Im thermodynamischen Gleichgewicht gilt kT
MeV291
pn e NN
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
KernsyntheseDas Neutron zu Proton
Verhaumlltnis NnNp
Im thermodynamischen Gleichgewicht gilt kT
MeV291
pn e NN
Das th Gleichgewicht zwischen n und p wird durch folgende Prozesse der schwachen Wechselwirkung aufrecht erhalten
eepn
enep
enp e
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
KernsyntheseDas Neutron zu Proton
Verhaumlltnis NnNp
Das th Gleichgewicht zwischen n und p wird durch folgende Prozesse der schwachen Wechselwirkung aufrecht erhalten
eepn
enep
enp e
Bei einer Energie von ca1 MeV friert die schwacheWechselwirkung aus
Neutronen und Protonenverlassen das thermischeGleichgewicht
rarr
Nuk
leos
ynth
ese
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
KernsyntheseDas Proton zu Neutron
Verhaumlltnis NnNp
Das th Gleichgewicht zwischen n und p wird durch folgende Prozesse der schwachen Wechselwirkung aufrecht erhalten
eepn
enep
enp e
Bei einer Energie von ca1 MeV friert die schwacheWechselwirkung aus
Neutronen und Protonenverlassen das thermischeGleichgewicht
rarr
Nuk
leos
ynth
eseNach der primordialen Kernsynthese
sind praktische alle Neutronen in 4He gebunden
Das Verhaumlltnis NnNp hat seinen end- guumlltigen Wert 8812 angenommen
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
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Kernsynthese
IIIPrimordiale
Kernsynthese
I Einfuumlhrung
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese Die Nuklidkarte
N
Z
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
Die Nuklidkarte
N
Z
0 1 2 3 4 5 6 7
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
KernsyntheseDie 12 fundamentalen
Reaktionen
N
Z
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
Die Nuklidkarte
n rarr p
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
7Be + n rarr 7Li + p
t + d rarr 4He + n
3He + n rarr t + p
d + d rarr t + p
3He + d rarr 4He + p
n rarr pn rarr p
p + n rarr d
d + p rarr 3He
d + d rarr 3He + n
d + d rarr t + p
t + d rarr 4He + n
t + rarr 7Li
3He + n rarr t + p
3He + rarr 7Be
7Be + n rarr 7Li + p
p + n rarr d
d + p rarr 3He
d + d rarr 3He + n
t + rarr 7Li
3He + rarr 7Be
7Li + p rarr 4He +
Die 12 fundamentalen Reaktionen
N
Z
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
3He + d rarr 4He + p
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
N
Z
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
n rarr p
p + n rarr d
d + p rarr 3He
d + d rarr 3He + n
d + d rarr t + p
t + d rarr 4He + n
t + rarr 7Li
3He + n rarr t + p
3He + rarr 7Be
7Be + n rarr 7Li + p
Die 12 fundamentalen Reaktionen
3He + d rarr 4He + p
7Li + p rarr 4He +
N
Z
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
n rarr p
p + n rarr d
d + p rarr 3He
d + d rarr 3He + n
d + d rarr t + p
t + d rarr 4He + n
t + rarr 7Li
3He + n rarr t + p
3He + rarr 7Be
7Be + n rarr 7Li + p
Die 12 fundamentalen Reaktionen
3He + d rarr 4He + p
7Li + p rarr 4He +
N
Z
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
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A=5
A=8
N
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n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
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I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
n rarr p
p + n rarr d
d + p rarr 3He
d + d rarr 3He + n
d + d rarr t + p
t + d rarr 4He + n
t + rarr 7Li
3He + n rarr t + p
3He + rarr 7Be
7Be + n rarr 7Li + p
Die 12 fundamentalen Reaktionen
3He + d rarr 4He + p
7Li + p rarr 4He +
N
Z
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
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I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
12 p 12 n
Primordiale 4He-HaumlufigkeitDas Neutron-zu-Proton-Verhaumlltnis betraumlgt nachder primordialen Kernsynthese 1288
88 Protonen 12 Neutronen
Praktisch alle Neutronen befinden sich nach derprimordialen Kernsynthese in 4He-Kernen
76 Protonen 24 4He
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese Der zeitliche AblaufI Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
IVStellare Kernsynthese
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
MStern lt 008 M
brauner ZwergTemperatur reicht nicht zur Zuumlndung
der Wasserstofffusion
MStern gt 008 M
Wasserstofffusion setzt ein
2
33
3
ee
ppHeHe
Hedp
edpp e
22 4 eep
)021(
)8612(
)495(
)420(
MeV
MeV
MeV
MeV
)7226( MeV
Heliumkern
Wasserstoffverbrennung
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
MStern lt 008 M
brauner ZwergTemperatur reicht nicht zur Zuumlndung
der Wasserstofffusion
MStern gt 008 M
Wasserstofffusion setzt ein
2
33
3
ee
ppHeHe
Hedp
edpp e
22 4 eep
)021(
)8612(
)495(
)420(
MeV
MeV
MeV
MeV
)7226( MeV
Heliumkern
Wasserstoffverbrennung
MStern ltlt M MStern M
weisser Zwerg
Temperatur reicht nicht zur Zuumlndungder Heliumfusion roter Riese
Heliumfusiondurch
bdquo3-Prozessldquo
2 3 124 CHe
)3677( MeV
Heliumverbrennung
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
MStern ltlt M MStern M
weisser Zwerg
Temperatur reicht nicht zur Zuumlndungder Heliumfusion roter Riese
Heliumfusiondurch
bdquo3-Prozessldquo
2 3 124 CHe
)3677( MeV
Heliumverbrennung
N
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
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11C 203 min
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0 1 2 3 4 5 6 7
Z
A=5
A=8
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
Z
N
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
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roter Riese
Heliumfusiondurch
bdquo3-Prozessldquo
2 3 124 CHe
)3677( MeV
Heliumverbrennung
A=5
A=8
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
Z
N
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
roter Riese
Heliumfusiondurch
bdquo3-Prozessldquo
2 3 124 CHe
)3677( MeV
Heliumverbrennung
A=5
A=8
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Verbrennung biszum Eisen
Je nach Masse des Sterns werden nach derHeliumverbrennung Kohlenstoff und ggfs noch schwerere Elemente weiterverbrannt
O C 1612
Ne O 2016
Fe Si Si 562828
Ab Eisen ist keine Energiegewinnung durch Fusion mehr
moumlglich
zB
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Verbrennung biszum Eisen
Je nach Masse des Sterns werden nach derHeliumverbrennung Kohlenstoff und ggfs noch schwerere Elemente weiterverbrannt
O C 1612
Ne O 2016
Fe Si Si 562828
Ab Eisen ist keine Energiegewinnung durch Fusion mehr
moumlglich
zB
Elementsynthese bis zuBismut beim s-process
Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuBismut beim s-process
Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
57Fe 58Fe 59Fe
59Co 60Co
60Ni 61Ni 62Ni 63Ni
63Cu
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuBismut beim s-process
Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
57Fe 58Fe 59Fe
59Co 60Co
60Ni 61Ni 62Ni 63Ni
63Cu
209Bi
208Pb207Pb
208Bi
206Tl
209Pb
210Bi
212Po211Po210Po209Po
212Po 212Po
211Bi207Bi
206Pb
207Tl
210Pb
208Tl
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuBismut beim s-process
Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
209Bi
208Pb207Pb
208Bi
206Tl
209Pb
210Bi
212Po211Po210Po209Po
212Po 212Po
211Bi207Bi
206Pb
207Tl
210Pb
208Tl
Der s-process kann keine Elemente erzeugen die schwerer als Bismut sind
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuBismut beim s-process
Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
209Bi
208Pb207Pb
208Bi
206Tl
209Pb
210Bi
212Po211Po210Po209Po
212Po 212Po
211Bi207Bi
206Pb
207Tl
210Pb
208Tl
Der s-process kann keine Elemente erzeugen die schwerer als Bismut sind
Elementsynthese bis zuTransuranen beim r-process
MStern M
weisser Zwerg
Temperatur reicht nicht zur Zuumlndung weiterer Fusionen
MStern 14 M
Supernova
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuTransuranen beim r-process
MStern M
weisser Zwerg
Temperatur reicht nicht zur Zuumlndung weiterer Fusionen
MStern 14 M
Supernova
MStern 32 M
Neutronenstern
schwarzes Loch
MStern 32 M
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuTransuranen beim r-process
MStern M
weisser Zwerg
Temperatur reicht nicht zur Zuumlndung weiterer Fusionen
MStern 14 M
Supernova
MStern 32 M
Neutronenstern
schwarzes Loch
MStern 32 M
Bei einer Supernova-Explosion werden extrem grosse Neutronenfluumlsse erreichtDabei ist der Neutroneneinfang schneller als - und -Zerfallsprozesse und es wird die bdquoUran-Inselldquo erreicht
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
KernsyntheseElementsynthese bis zu
Transuranen beim r-process
Supernova
Bei einer Supernova-Explosion werden extrem grosse Neutronenfluumlsse erreichtDabei ist der Neutroneneinfang schneller als - und -Zerfallsprozesse und es wird die bdquoUran-Inselldquo erreicht
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
VZusammenfassung
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
Die beobachteten Elementhaumlufigkeiten stimmen hervorragend mit den Berechnungen uumlberein
Diese Uumlbereinstimmung ist eine wichtige Stuumltze des Standardmodells der Kosmologie
ZusammenfassungI Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
Stellare Kernsynthese
Verbrennungs-phase
lt Pb bis Transurane
Supernova
Stellare Kernsynthese
Verbrennungs-phase
lt Pb bis Transurane
Supernova
Spallations-
prozesse
6Li 9Be 10B 11B
Stellare Kernsynthese
Verbrennungs-phase
lt Pb bis Transurane
Supernova
Primordiale
Kernsynthese
H He
75
124
Wasserstoff
Helium
schwerer als Helium
Prezesse der Elementesynthese
Primordiale
Kernsynthese
H He
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Struktur der Masse im Universsum
2 Haumlufigkeitsver-teilung der Elemente
3 Prozesse der Elementsynthese
4 Der zeitliche Rahmen
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
KernsyntheseDer zeitliche Rahmen
- 10-6s 1012K kT=100MeV Nn Np asymp 1
Phasenuumlbergang Quark-Gluonen-Plasma rarr Nukleonen
- 1s 1010K kT=1MeV Nn Np asymp 16
Neutrinos entkoppeln von Materie n und p verlassen th Glgw
- 1-3 min 3 bis 1x109K kT=300 bis 100keV Nn Np asymp 17
Hauptphase der primordialen Kernsynthese
1s 30min
Primordiale Kernsynthese
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Struktur der Masse im Universsum
2 Haumlufigkeitsver-teilung der Elemente
3 Prozesse der Elementsynthese
4 Der zeitliche Rahmen
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
IIDas Neutron zu Proton
Verhaumlltnis NnNp
I Einfuumlhrung
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
KernsyntheseDas Neutron zu Proton
Verhaumlltnis NnNp
Im thermodynamischen Gleichgewicht gilt die Boltzmannverteilung
kT
E
~ eHaumlufigkeit
MeVmmm pn 291 c) ( c mit 22
e
e
e NN
2
2
2
c
c
c
pnkT
m
kT
m
kT
m
p
n
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
KernsyntheseDas Neutron zu Proton
Verhaumlltnis NnNp
Im thermodynamischen Gleichgewicht gilt kT
MeV291
pn e NN
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
KernsyntheseDas Neutron zu Proton
Verhaumlltnis NnNp
Im thermodynamischen Gleichgewicht gilt kT
MeV291
pn e NN
Das th Gleichgewicht zwischen n und p wird durch folgende Prozesse der schwachen Wechselwirkung aufrecht erhalten
eepn
enep
enp e
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
KernsyntheseDas Neutron zu Proton
Verhaumlltnis NnNp
Das th Gleichgewicht zwischen n und p wird durch folgende Prozesse der schwachen Wechselwirkung aufrecht erhalten
eepn
enep
enp e
Bei einer Energie von ca1 MeV friert die schwacheWechselwirkung aus
Neutronen und Protonenverlassen das thermischeGleichgewicht
rarr
Nuk
leos
ynth
ese
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
KernsyntheseDas Proton zu Neutron
Verhaumlltnis NnNp
Das th Gleichgewicht zwischen n und p wird durch folgende Prozesse der schwachen Wechselwirkung aufrecht erhalten
eepn
enep
enp e
Bei einer Energie von ca1 MeV friert die schwacheWechselwirkung aus
Neutronen und Protonenverlassen das thermischeGleichgewicht
rarr
Nuk
leos
ynth
eseNach der primordialen Kernsynthese
sind praktische alle Neutronen in 4He gebunden
Das Verhaumlltnis NnNp hat seinen end- guumlltigen Wert 8812 angenommen
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
IIIPrimordiale
Kernsynthese
I Einfuumlhrung
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese Die Nuklidkarte
N
Z
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
Die Nuklidkarte
N
Z
0 1 2 3 4 5 6 7
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
KernsyntheseDie 12 fundamentalen
Reaktionen
N
Z
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
Die Nuklidkarte
n rarr p
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
7Be + n rarr 7Li + p
t + d rarr 4He + n
3He + n rarr t + p
d + d rarr t + p
3He + d rarr 4He + p
n rarr pn rarr p
p + n rarr d
d + p rarr 3He
d + d rarr 3He + n
d + d rarr t + p
t + d rarr 4He + n
t + rarr 7Li
3He + n rarr t + p
3He + rarr 7Be
7Be + n rarr 7Li + p
p + n rarr d
d + p rarr 3He
d + d rarr 3He + n
t + rarr 7Li
3He + rarr 7Be
7Li + p rarr 4He +
Die 12 fundamentalen Reaktionen
N
Z
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
3He + d rarr 4He + p
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
N
Z
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
n rarr p
p + n rarr d
d + p rarr 3He
d + d rarr 3He + n
d + d rarr t + p
t + d rarr 4He + n
t + rarr 7Li
3He + n rarr t + p
3He + rarr 7Be
7Be + n rarr 7Li + p
Die 12 fundamentalen Reaktionen
3He + d rarr 4He + p
7Li + p rarr 4He +
N
Z
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
n rarr p
p + n rarr d
d + p rarr 3He
d + d rarr 3He + n
d + d rarr t + p
t + d rarr 4He + n
t + rarr 7Li
3He + n rarr t + p
3He + rarr 7Be
7Be + n rarr 7Li + p
Die 12 fundamentalen Reaktionen
3He + d rarr 4He + p
7Li + p rarr 4He +
N
Z
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
A=5
A=8
N
Z
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
n rarr p
p + n rarr d
d + p rarr 3He
d + d rarr 3He + n
d + d rarr t + p
t + d rarr 4He + n
t + rarr 7Li
3He + n rarr t + p
3He + rarr 7Be
7Be + n rarr 7Li + p
Die 12 fundamentalen Reaktionen
3He + d rarr 4He + p
7Li + p rarr 4He +
N
Z
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
12 p 12 n
Primordiale 4He-HaumlufigkeitDas Neutron-zu-Proton-Verhaumlltnis betraumlgt nachder primordialen Kernsynthese 1288
88 Protonen 12 Neutronen
Praktisch alle Neutronen befinden sich nach derprimordialen Kernsynthese in 4He-Kernen
76 Protonen 24 4He
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese Der zeitliche AblaufI Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
IVStellare Kernsynthese
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
MStern lt 008 M
brauner ZwergTemperatur reicht nicht zur Zuumlndung
der Wasserstofffusion
MStern gt 008 M
Wasserstofffusion setzt ein
2
33
3
ee
ppHeHe
Hedp
edpp e
22 4 eep
)021(
)8612(
)495(
)420(
MeV
MeV
MeV
MeV
)7226( MeV
Heliumkern
Wasserstoffverbrennung
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
MStern lt 008 M
brauner ZwergTemperatur reicht nicht zur Zuumlndung
der Wasserstofffusion
MStern gt 008 M
Wasserstofffusion setzt ein
2
33
3
ee
ppHeHe
Hedp
edpp e
22 4 eep
)021(
)8612(
)495(
)420(
MeV
MeV
MeV
MeV
)7226( MeV
Heliumkern
Wasserstoffverbrennung
MStern ltlt M MStern M
weisser Zwerg
Temperatur reicht nicht zur Zuumlndungder Heliumfusion roter Riese
Heliumfusiondurch
bdquo3-Prozessldquo
2 3 124 CHe
)3677( MeV
Heliumverbrennung
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
MStern ltlt M MStern M
weisser Zwerg
Temperatur reicht nicht zur Zuumlndungder Heliumfusion roter Riese
Heliumfusiondurch
bdquo3-Prozessldquo
2 3 124 CHe
)3677( MeV
Heliumverbrennung
N
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
Z
A=5
A=8
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
Z
N
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
roter Riese
Heliumfusiondurch
bdquo3-Prozessldquo
2 3 124 CHe
)3677( MeV
Heliumverbrennung
A=5
A=8
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
Z
N
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
roter Riese
Heliumfusiondurch
bdquo3-Prozessldquo
2 3 124 CHe
)3677( MeV
Heliumverbrennung
A=5
A=8
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Verbrennung biszum Eisen
Je nach Masse des Sterns werden nach derHeliumverbrennung Kohlenstoff und ggfs noch schwerere Elemente weiterverbrannt
O C 1612
Ne O 2016
Fe Si Si 562828
Ab Eisen ist keine Energiegewinnung durch Fusion mehr
moumlglich
zB
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Verbrennung biszum Eisen
Je nach Masse des Sterns werden nach derHeliumverbrennung Kohlenstoff und ggfs noch schwerere Elemente weiterverbrannt
O C 1612
Ne O 2016
Fe Si Si 562828
Ab Eisen ist keine Energiegewinnung durch Fusion mehr
moumlglich
zB
Elementsynthese bis zuBismut beim s-process
Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuBismut beim s-process
Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
57Fe 58Fe 59Fe
59Co 60Co
60Ni 61Ni 62Ni 63Ni
63Cu
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuBismut beim s-process
Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
57Fe 58Fe 59Fe
59Co 60Co
60Ni 61Ni 62Ni 63Ni
63Cu
209Bi
208Pb207Pb
208Bi
206Tl
209Pb
210Bi
212Po211Po210Po209Po
212Po 212Po
211Bi207Bi
206Pb
207Tl
210Pb
208Tl
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuBismut beim s-process
Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
209Bi
208Pb207Pb
208Bi
206Tl
209Pb
210Bi
212Po211Po210Po209Po
212Po 212Po
211Bi207Bi
206Pb
207Tl
210Pb
208Tl
Der s-process kann keine Elemente erzeugen die schwerer als Bismut sind
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuBismut beim s-process
Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
209Bi
208Pb207Pb
208Bi
206Tl
209Pb
210Bi
212Po211Po210Po209Po
212Po 212Po
211Bi207Bi
206Pb
207Tl
210Pb
208Tl
Der s-process kann keine Elemente erzeugen die schwerer als Bismut sind
Elementsynthese bis zuTransuranen beim r-process
MStern M
weisser Zwerg
Temperatur reicht nicht zur Zuumlndung weiterer Fusionen
MStern 14 M
Supernova
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuTransuranen beim r-process
MStern M
weisser Zwerg
Temperatur reicht nicht zur Zuumlndung weiterer Fusionen
MStern 14 M
Supernova
MStern 32 M
Neutronenstern
schwarzes Loch
MStern 32 M
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuTransuranen beim r-process
MStern M
weisser Zwerg
Temperatur reicht nicht zur Zuumlndung weiterer Fusionen
MStern 14 M
Supernova
MStern 32 M
Neutronenstern
schwarzes Loch
MStern 32 M
Bei einer Supernova-Explosion werden extrem grosse Neutronenfluumlsse erreichtDabei ist der Neutroneneinfang schneller als - und -Zerfallsprozesse und es wird die bdquoUran-Inselldquo erreicht
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
KernsyntheseElementsynthese bis zu
Transuranen beim r-process
Supernova
Bei einer Supernova-Explosion werden extrem grosse Neutronenfluumlsse erreichtDabei ist der Neutroneneinfang schneller als - und -Zerfallsprozesse und es wird die bdquoUran-Inselldquo erreicht
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
VZusammenfassung
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
Die beobachteten Elementhaumlufigkeiten stimmen hervorragend mit den Berechnungen uumlberein
Diese Uumlbereinstimmung ist eine wichtige Stuumltze des Standardmodells der Kosmologie
ZusammenfassungI Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
KernsyntheseDer zeitliche Rahmen
- 10-6s 1012K kT=100MeV Nn Np asymp 1
Phasenuumlbergang Quark-Gluonen-Plasma rarr Nukleonen
- 1s 1010K kT=1MeV Nn Np asymp 16
Neutrinos entkoppeln von Materie n und p verlassen th Glgw
- 1-3 min 3 bis 1x109K kT=300 bis 100keV Nn Np asymp 17
Hauptphase der primordialen Kernsynthese
1s 30min
Primordiale Kernsynthese
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Struktur der Masse im Universsum
2 Haumlufigkeitsver-teilung der Elemente
3 Prozesse der Elementsynthese
4 Der zeitliche Rahmen
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
IIDas Neutron zu Proton
Verhaumlltnis NnNp
I Einfuumlhrung
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
KernsyntheseDas Neutron zu Proton
Verhaumlltnis NnNp
Im thermodynamischen Gleichgewicht gilt die Boltzmannverteilung
kT
E
~ eHaumlufigkeit
MeVmmm pn 291 c) ( c mit 22
e
e
e NN
2
2
2
c
c
c
pnkT
m
kT
m
kT
m
p
n
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
KernsyntheseDas Neutron zu Proton
Verhaumlltnis NnNp
Im thermodynamischen Gleichgewicht gilt kT
MeV291
pn e NN
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
KernsyntheseDas Neutron zu Proton
Verhaumlltnis NnNp
Im thermodynamischen Gleichgewicht gilt kT
MeV291
pn e NN
Das th Gleichgewicht zwischen n und p wird durch folgende Prozesse der schwachen Wechselwirkung aufrecht erhalten
eepn
enep
enp e
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
KernsyntheseDas Neutron zu Proton
Verhaumlltnis NnNp
Das th Gleichgewicht zwischen n und p wird durch folgende Prozesse der schwachen Wechselwirkung aufrecht erhalten
eepn
enep
enp e
Bei einer Energie von ca1 MeV friert die schwacheWechselwirkung aus
Neutronen und Protonenverlassen das thermischeGleichgewicht
rarr
Nuk
leos
ynth
ese
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
KernsyntheseDas Proton zu Neutron
Verhaumlltnis NnNp
Das th Gleichgewicht zwischen n und p wird durch folgende Prozesse der schwachen Wechselwirkung aufrecht erhalten
eepn
enep
enp e
Bei einer Energie von ca1 MeV friert die schwacheWechselwirkung aus
Neutronen und Protonenverlassen das thermischeGleichgewicht
rarr
Nuk
leos
ynth
eseNach der primordialen Kernsynthese
sind praktische alle Neutronen in 4He gebunden
Das Verhaumlltnis NnNp hat seinen end- guumlltigen Wert 8812 angenommen
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
IIIPrimordiale
Kernsynthese
I Einfuumlhrung
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese Die Nuklidkarte
N
Z
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
Die Nuklidkarte
N
Z
0 1 2 3 4 5 6 7
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
KernsyntheseDie 12 fundamentalen
Reaktionen
N
Z
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
Die Nuklidkarte
n rarr p
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
7Be + n rarr 7Li + p
t + d rarr 4He + n
3He + n rarr t + p
d + d rarr t + p
3He + d rarr 4He + p
n rarr pn rarr p
p + n rarr d
d + p rarr 3He
d + d rarr 3He + n
d + d rarr t + p
t + d rarr 4He + n
t + rarr 7Li
3He + n rarr t + p
3He + rarr 7Be
7Be + n rarr 7Li + p
p + n rarr d
d + p rarr 3He
d + d rarr 3He + n
t + rarr 7Li
3He + rarr 7Be
7Li + p rarr 4He +
Die 12 fundamentalen Reaktionen
N
Z
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
3He + d rarr 4He + p
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
N
Z
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
n rarr p
p + n rarr d
d + p rarr 3He
d + d rarr 3He + n
d + d rarr t + p
t + d rarr 4He + n
t + rarr 7Li
3He + n rarr t + p
3He + rarr 7Be
7Be + n rarr 7Li + p
Die 12 fundamentalen Reaktionen
3He + d rarr 4He + p
7Li + p rarr 4He +
N
Z
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
n rarr p
p + n rarr d
d + p rarr 3He
d + d rarr 3He + n
d + d rarr t + p
t + d rarr 4He + n
t + rarr 7Li
3He + n rarr t + p
3He + rarr 7Be
7Be + n rarr 7Li + p
Die 12 fundamentalen Reaktionen
3He + d rarr 4He + p
7Li + p rarr 4He +
N
Z
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
A=5
A=8
N
Z
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
n rarr p
p + n rarr d
d + p rarr 3He
d + d rarr 3He + n
d + d rarr t + p
t + d rarr 4He + n
t + rarr 7Li
3He + n rarr t + p
3He + rarr 7Be
7Be + n rarr 7Li + p
Die 12 fundamentalen Reaktionen
3He + d rarr 4He + p
7Li + p rarr 4He +
N
Z
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
12 p 12 n
Primordiale 4He-HaumlufigkeitDas Neutron-zu-Proton-Verhaumlltnis betraumlgt nachder primordialen Kernsynthese 1288
88 Protonen 12 Neutronen
Praktisch alle Neutronen befinden sich nach derprimordialen Kernsynthese in 4He-Kernen
76 Protonen 24 4He
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese Der zeitliche AblaufI Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
IVStellare Kernsynthese
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
MStern lt 008 M
brauner ZwergTemperatur reicht nicht zur Zuumlndung
der Wasserstofffusion
MStern gt 008 M
Wasserstofffusion setzt ein
2
33
3
ee
ppHeHe
Hedp
edpp e
22 4 eep
)021(
)8612(
)495(
)420(
MeV
MeV
MeV
MeV
)7226( MeV
Heliumkern
Wasserstoffverbrennung
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
MStern lt 008 M
brauner ZwergTemperatur reicht nicht zur Zuumlndung
der Wasserstofffusion
MStern gt 008 M
Wasserstofffusion setzt ein
2
33
3
ee
ppHeHe
Hedp
edpp e
22 4 eep
)021(
)8612(
)495(
)420(
MeV
MeV
MeV
MeV
)7226( MeV
Heliumkern
Wasserstoffverbrennung
MStern ltlt M MStern M
weisser Zwerg
Temperatur reicht nicht zur Zuumlndungder Heliumfusion roter Riese
Heliumfusiondurch
bdquo3-Prozessldquo
2 3 124 CHe
)3677( MeV
Heliumverbrennung
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
MStern ltlt M MStern M
weisser Zwerg
Temperatur reicht nicht zur Zuumlndungder Heliumfusion roter Riese
Heliumfusiondurch
bdquo3-Prozessldquo
2 3 124 CHe
)3677( MeV
Heliumverbrennung
N
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
Z
A=5
A=8
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
Z
N
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
roter Riese
Heliumfusiondurch
bdquo3-Prozessldquo
2 3 124 CHe
)3677( MeV
Heliumverbrennung
A=5
A=8
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
Z
N
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
roter Riese
Heliumfusiondurch
bdquo3-Prozessldquo
2 3 124 CHe
)3677( MeV
Heliumverbrennung
A=5
A=8
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Verbrennung biszum Eisen
Je nach Masse des Sterns werden nach derHeliumverbrennung Kohlenstoff und ggfs noch schwerere Elemente weiterverbrannt
O C 1612
Ne O 2016
Fe Si Si 562828
Ab Eisen ist keine Energiegewinnung durch Fusion mehr
moumlglich
zB
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Verbrennung biszum Eisen
Je nach Masse des Sterns werden nach derHeliumverbrennung Kohlenstoff und ggfs noch schwerere Elemente weiterverbrannt
O C 1612
Ne O 2016
Fe Si Si 562828
Ab Eisen ist keine Energiegewinnung durch Fusion mehr
moumlglich
zB
Elementsynthese bis zuBismut beim s-process
Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuBismut beim s-process
Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
57Fe 58Fe 59Fe
59Co 60Co
60Ni 61Ni 62Ni 63Ni
63Cu
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuBismut beim s-process
Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
57Fe 58Fe 59Fe
59Co 60Co
60Ni 61Ni 62Ni 63Ni
63Cu
209Bi
208Pb207Pb
208Bi
206Tl
209Pb
210Bi
212Po211Po210Po209Po
212Po 212Po
211Bi207Bi
206Pb
207Tl
210Pb
208Tl
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuBismut beim s-process
Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
209Bi
208Pb207Pb
208Bi
206Tl
209Pb
210Bi
212Po211Po210Po209Po
212Po 212Po
211Bi207Bi
206Pb
207Tl
210Pb
208Tl
Der s-process kann keine Elemente erzeugen die schwerer als Bismut sind
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuBismut beim s-process
Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
209Bi
208Pb207Pb
208Bi
206Tl
209Pb
210Bi
212Po211Po210Po209Po
212Po 212Po
211Bi207Bi
206Pb
207Tl
210Pb
208Tl
Der s-process kann keine Elemente erzeugen die schwerer als Bismut sind
Elementsynthese bis zuTransuranen beim r-process
MStern M
weisser Zwerg
Temperatur reicht nicht zur Zuumlndung weiterer Fusionen
MStern 14 M
Supernova
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuTransuranen beim r-process
MStern M
weisser Zwerg
Temperatur reicht nicht zur Zuumlndung weiterer Fusionen
MStern 14 M
Supernova
MStern 32 M
Neutronenstern
schwarzes Loch
MStern 32 M
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuTransuranen beim r-process
MStern M
weisser Zwerg
Temperatur reicht nicht zur Zuumlndung weiterer Fusionen
MStern 14 M
Supernova
MStern 32 M
Neutronenstern
schwarzes Loch
MStern 32 M
Bei einer Supernova-Explosion werden extrem grosse Neutronenfluumlsse erreichtDabei ist der Neutroneneinfang schneller als - und -Zerfallsprozesse und es wird die bdquoUran-Inselldquo erreicht
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
KernsyntheseElementsynthese bis zu
Transuranen beim r-process
Supernova
Bei einer Supernova-Explosion werden extrem grosse Neutronenfluumlsse erreichtDabei ist der Neutroneneinfang schneller als - und -Zerfallsprozesse und es wird die bdquoUran-Inselldquo erreicht
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
VZusammenfassung
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
Die beobachteten Elementhaumlufigkeiten stimmen hervorragend mit den Berechnungen uumlberein
Diese Uumlbereinstimmung ist eine wichtige Stuumltze des Standardmodells der Kosmologie
ZusammenfassungI Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
IIDas Neutron zu Proton
Verhaumlltnis NnNp
I Einfuumlhrung
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
KernsyntheseDas Neutron zu Proton
Verhaumlltnis NnNp
Im thermodynamischen Gleichgewicht gilt die Boltzmannverteilung
kT
E
~ eHaumlufigkeit
MeVmmm pn 291 c) ( c mit 22
e
e
e NN
2
2
2
c
c
c
pnkT
m
kT
m
kT
m
p
n
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
KernsyntheseDas Neutron zu Proton
Verhaumlltnis NnNp
Im thermodynamischen Gleichgewicht gilt kT
MeV291
pn e NN
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
KernsyntheseDas Neutron zu Proton
Verhaumlltnis NnNp
Im thermodynamischen Gleichgewicht gilt kT
MeV291
pn e NN
Das th Gleichgewicht zwischen n und p wird durch folgende Prozesse der schwachen Wechselwirkung aufrecht erhalten
eepn
enep
enp e
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
KernsyntheseDas Neutron zu Proton
Verhaumlltnis NnNp
Das th Gleichgewicht zwischen n und p wird durch folgende Prozesse der schwachen Wechselwirkung aufrecht erhalten
eepn
enep
enp e
Bei einer Energie von ca1 MeV friert die schwacheWechselwirkung aus
Neutronen und Protonenverlassen das thermischeGleichgewicht
rarr
Nuk
leos
ynth
ese
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
KernsyntheseDas Proton zu Neutron
Verhaumlltnis NnNp
Das th Gleichgewicht zwischen n und p wird durch folgende Prozesse der schwachen Wechselwirkung aufrecht erhalten
eepn
enep
enp e
Bei einer Energie von ca1 MeV friert die schwacheWechselwirkung aus
Neutronen und Protonenverlassen das thermischeGleichgewicht
rarr
Nuk
leos
ynth
eseNach der primordialen Kernsynthese
sind praktische alle Neutronen in 4He gebunden
Das Verhaumlltnis NnNp hat seinen end- guumlltigen Wert 8812 angenommen
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
IIIPrimordiale
Kernsynthese
I Einfuumlhrung
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese Die Nuklidkarte
N
Z
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
Die Nuklidkarte
N
Z
0 1 2 3 4 5 6 7
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
KernsyntheseDie 12 fundamentalen
Reaktionen
N
Z
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
Die Nuklidkarte
n rarr p
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
7Be + n rarr 7Li + p
t + d rarr 4He + n
3He + n rarr t + p
d + d rarr t + p
3He + d rarr 4He + p
n rarr pn rarr p
p + n rarr d
d + p rarr 3He
d + d rarr 3He + n
d + d rarr t + p
t + d rarr 4He + n
t + rarr 7Li
3He + n rarr t + p
3He + rarr 7Be
7Be + n rarr 7Li + p
p + n rarr d
d + p rarr 3He
d + d rarr 3He + n
t + rarr 7Li
3He + rarr 7Be
7Li + p rarr 4He +
Die 12 fundamentalen Reaktionen
N
Z
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
3He + d rarr 4He + p
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
N
Z
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
n rarr p
p + n rarr d
d + p rarr 3He
d + d rarr 3He + n
d + d rarr t + p
t + d rarr 4He + n
t + rarr 7Li
3He + n rarr t + p
3He + rarr 7Be
7Be + n rarr 7Li + p
Die 12 fundamentalen Reaktionen
3He + d rarr 4He + p
7Li + p rarr 4He +
N
Z
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
n rarr p
p + n rarr d
d + p rarr 3He
d + d rarr 3He + n
d + d rarr t + p
t + d rarr 4He + n
t + rarr 7Li
3He + n rarr t + p
3He + rarr 7Be
7Be + n rarr 7Li + p
Die 12 fundamentalen Reaktionen
3He + d rarr 4He + p
7Li + p rarr 4He +
N
Z
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
A=5
A=8
N
Z
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
n rarr p
p + n rarr d
d + p rarr 3He
d + d rarr 3He + n
d + d rarr t + p
t + d rarr 4He + n
t + rarr 7Li
3He + n rarr t + p
3He + rarr 7Be
7Be + n rarr 7Li + p
Die 12 fundamentalen Reaktionen
3He + d rarr 4He + p
7Li + p rarr 4He +
N
Z
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
12 p 12 n
Primordiale 4He-HaumlufigkeitDas Neutron-zu-Proton-Verhaumlltnis betraumlgt nachder primordialen Kernsynthese 1288
88 Protonen 12 Neutronen
Praktisch alle Neutronen befinden sich nach derprimordialen Kernsynthese in 4He-Kernen
76 Protonen 24 4He
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese Der zeitliche AblaufI Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
IVStellare Kernsynthese
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
MStern lt 008 M
brauner ZwergTemperatur reicht nicht zur Zuumlndung
der Wasserstofffusion
MStern gt 008 M
Wasserstofffusion setzt ein
2
33
3
ee
ppHeHe
Hedp
edpp e
22 4 eep
)021(
)8612(
)495(
)420(
MeV
MeV
MeV
MeV
)7226( MeV
Heliumkern
Wasserstoffverbrennung
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
MStern lt 008 M
brauner ZwergTemperatur reicht nicht zur Zuumlndung
der Wasserstofffusion
MStern gt 008 M
Wasserstofffusion setzt ein
2
33
3
ee
ppHeHe
Hedp
edpp e
22 4 eep
)021(
)8612(
)495(
)420(
MeV
MeV
MeV
MeV
)7226( MeV
Heliumkern
Wasserstoffverbrennung
MStern ltlt M MStern M
weisser Zwerg
Temperatur reicht nicht zur Zuumlndungder Heliumfusion roter Riese
Heliumfusiondurch
bdquo3-Prozessldquo
2 3 124 CHe
)3677( MeV
Heliumverbrennung
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
MStern ltlt M MStern M
weisser Zwerg
Temperatur reicht nicht zur Zuumlndungder Heliumfusion roter Riese
Heliumfusiondurch
bdquo3-Prozessldquo
2 3 124 CHe
)3677( MeV
Heliumverbrennung
N
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
Z
A=5
A=8
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
Z
N
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
roter Riese
Heliumfusiondurch
bdquo3-Prozessldquo
2 3 124 CHe
)3677( MeV
Heliumverbrennung
A=5
A=8
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
Z
N
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
roter Riese
Heliumfusiondurch
bdquo3-Prozessldquo
2 3 124 CHe
)3677( MeV
Heliumverbrennung
A=5
A=8
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Verbrennung biszum Eisen
Je nach Masse des Sterns werden nach derHeliumverbrennung Kohlenstoff und ggfs noch schwerere Elemente weiterverbrannt
O C 1612
Ne O 2016
Fe Si Si 562828
Ab Eisen ist keine Energiegewinnung durch Fusion mehr
moumlglich
zB
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Verbrennung biszum Eisen
Je nach Masse des Sterns werden nach derHeliumverbrennung Kohlenstoff und ggfs noch schwerere Elemente weiterverbrannt
O C 1612
Ne O 2016
Fe Si Si 562828
Ab Eisen ist keine Energiegewinnung durch Fusion mehr
moumlglich
zB
Elementsynthese bis zuBismut beim s-process
Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuBismut beim s-process
Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
57Fe 58Fe 59Fe
59Co 60Co
60Ni 61Ni 62Ni 63Ni
63Cu
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuBismut beim s-process
Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
57Fe 58Fe 59Fe
59Co 60Co
60Ni 61Ni 62Ni 63Ni
63Cu
209Bi
208Pb207Pb
208Bi
206Tl
209Pb
210Bi
212Po211Po210Po209Po
212Po 212Po
211Bi207Bi
206Pb
207Tl
210Pb
208Tl
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuBismut beim s-process
Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
209Bi
208Pb207Pb
208Bi
206Tl
209Pb
210Bi
212Po211Po210Po209Po
212Po 212Po
211Bi207Bi
206Pb
207Tl
210Pb
208Tl
Der s-process kann keine Elemente erzeugen die schwerer als Bismut sind
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuBismut beim s-process
Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
209Bi
208Pb207Pb
208Bi
206Tl
209Pb
210Bi
212Po211Po210Po209Po
212Po 212Po
211Bi207Bi
206Pb
207Tl
210Pb
208Tl
Der s-process kann keine Elemente erzeugen die schwerer als Bismut sind
Elementsynthese bis zuTransuranen beim r-process
MStern M
weisser Zwerg
Temperatur reicht nicht zur Zuumlndung weiterer Fusionen
MStern 14 M
Supernova
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuTransuranen beim r-process
MStern M
weisser Zwerg
Temperatur reicht nicht zur Zuumlndung weiterer Fusionen
MStern 14 M
Supernova
MStern 32 M
Neutronenstern
schwarzes Loch
MStern 32 M
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuTransuranen beim r-process
MStern M
weisser Zwerg
Temperatur reicht nicht zur Zuumlndung weiterer Fusionen
MStern 14 M
Supernova
MStern 32 M
Neutronenstern
schwarzes Loch
MStern 32 M
Bei einer Supernova-Explosion werden extrem grosse Neutronenfluumlsse erreichtDabei ist der Neutroneneinfang schneller als - und -Zerfallsprozesse und es wird die bdquoUran-Inselldquo erreicht
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
KernsyntheseElementsynthese bis zu
Transuranen beim r-process
Supernova
Bei einer Supernova-Explosion werden extrem grosse Neutronenfluumlsse erreichtDabei ist der Neutroneneinfang schneller als - und -Zerfallsprozesse und es wird die bdquoUran-Inselldquo erreicht
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
VZusammenfassung
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
Die beobachteten Elementhaumlufigkeiten stimmen hervorragend mit den Berechnungen uumlberein
Diese Uumlbereinstimmung ist eine wichtige Stuumltze des Standardmodells der Kosmologie
ZusammenfassungI Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
KernsyntheseDas Neutron zu Proton
Verhaumlltnis NnNp
Im thermodynamischen Gleichgewicht gilt die Boltzmannverteilung
kT
E
~ eHaumlufigkeit
MeVmmm pn 291 c) ( c mit 22
e
e
e NN
2
2
2
c
c
c
pnkT
m
kT
m
kT
m
p
n
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
KernsyntheseDas Neutron zu Proton
Verhaumlltnis NnNp
Im thermodynamischen Gleichgewicht gilt kT
MeV291
pn e NN
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
KernsyntheseDas Neutron zu Proton
Verhaumlltnis NnNp
Im thermodynamischen Gleichgewicht gilt kT
MeV291
pn e NN
Das th Gleichgewicht zwischen n und p wird durch folgende Prozesse der schwachen Wechselwirkung aufrecht erhalten
eepn
enep
enp e
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
KernsyntheseDas Neutron zu Proton
Verhaumlltnis NnNp
Das th Gleichgewicht zwischen n und p wird durch folgende Prozesse der schwachen Wechselwirkung aufrecht erhalten
eepn
enep
enp e
Bei einer Energie von ca1 MeV friert die schwacheWechselwirkung aus
Neutronen und Protonenverlassen das thermischeGleichgewicht
rarr
Nuk
leos
ynth
ese
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
KernsyntheseDas Proton zu Neutron
Verhaumlltnis NnNp
Das th Gleichgewicht zwischen n und p wird durch folgende Prozesse der schwachen Wechselwirkung aufrecht erhalten
eepn
enep
enp e
Bei einer Energie von ca1 MeV friert die schwacheWechselwirkung aus
Neutronen und Protonenverlassen das thermischeGleichgewicht
rarr
Nuk
leos
ynth
eseNach der primordialen Kernsynthese
sind praktische alle Neutronen in 4He gebunden
Das Verhaumlltnis NnNp hat seinen end- guumlltigen Wert 8812 angenommen
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
IIIPrimordiale
Kernsynthese
I Einfuumlhrung
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese Die Nuklidkarte
N
Z
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
Die Nuklidkarte
N
Z
0 1 2 3 4 5 6 7
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
KernsyntheseDie 12 fundamentalen
Reaktionen
N
Z
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
Die Nuklidkarte
n rarr p
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
7Be + n rarr 7Li + p
t + d rarr 4He + n
3He + n rarr t + p
d + d rarr t + p
3He + d rarr 4He + p
n rarr pn rarr p
p + n rarr d
d + p rarr 3He
d + d rarr 3He + n
d + d rarr t + p
t + d rarr 4He + n
t + rarr 7Li
3He + n rarr t + p
3He + rarr 7Be
7Be + n rarr 7Li + p
p + n rarr d
d + p rarr 3He
d + d rarr 3He + n
t + rarr 7Li
3He + rarr 7Be
7Li + p rarr 4He +
Die 12 fundamentalen Reaktionen
N
Z
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
3He + d rarr 4He + p
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
N
Z
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
n rarr p
p + n rarr d
d + p rarr 3He
d + d rarr 3He + n
d + d rarr t + p
t + d rarr 4He + n
t + rarr 7Li
3He + n rarr t + p
3He + rarr 7Be
7Be + n rarr 7Li + p
Die 12 fundamentalen Reaktionen
3He + d rarr 4He + p
7Li + p rarr 4He +
N
Z
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
n rarr p
p + n rarr d
d + p rarr 3He
d + d rarr 3He + n
d + d rarr t + p
t + d rarr 4He + n
t + rarr 7Li
3He + n rarr t + p
3He + rarr 7Be
7Be + n rarr 7Li + p
Die 12 fundamentalen Reaktionen
3He + d rarr 4He + p
7Li + p rarr 4He +
N
Z
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
A=5
A=8
N
Z
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
n rarr p
p + n rarr d
d + p rarr 3He
d + d rarr 3He + n
d + d rarr t + p
t + d rarr 4He + n
t + rarr 7Li
3He + n rarr t + p
3He + rarr 7Be
7Be + n rarr 7Li + p
Die 12 fundamentalen Reaktionen
3He + d rarr 4He + p
7Li + p rarr 4He +
N
Z
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
12 p 12 n
Primordiale 4He-HaumlufigkeitDas Neutron-zu-Proton-Verhaumlltnis betraumlgt nachder primordialen Kernsynthese 1288
88 Protonen 12 Neutronen
Praktisch alle Neutronen befinden sich nach derprimordialen Kernsynthese in 4He-Kernen
76 Protonen 24 4He
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese Der zeitliche AblaufI Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
IVStellare Kernsynthese
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
MStern lt 008 M
brauner ZwergTemperatur reicht nicht zur Zuumlndung
der Wasserstofffusion
MStern gt 008 M
Wasserstofffusion setzt ein
2
33
3
ee
ppHeHe
Hedp
edpp e
22 4 eep
)021(
)8612(
)495(
)420(
MeV
MeV
MeV
MeV
)7226( MeV
Heliumkern
Wasserstoffverbrennung
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
MStern lt 008 M
brauner ZwergTemperatur reicht nicht zur Zuumlndung
der Wasserstofffusion
MStern gt 008 M
Wasserstofffusion setzt ein
2
33
3
ee
ppHeHe
Hedp
edpp e
22 4 eep
)021(
)8612(
)495(
)420(
MeV
MeV
MeV
MeV
)7226( MeV
Heliumkern
Wasserstoffverbrennung
MStern ltlt M MStern M
weisser Zwerg
Temperatur reicht nicht zur Zuumlndungder Heliumfusion roter Riese
Heliumfusiondurch
bdquo3-Prozessldquo
2 3 124 CHe
)3677( MeV
Heliumverbrennung
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
MStern ltlt M MStern M
weisser Zwerg
Temperatur reicht nicht zur Zuumlndungder Heliumfusion roter Riese
Heliumfusiondurch
bdquo3-Prozessldquo
2 3 124 CHe
)3677( MeV
Heliumverbrennung
N
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
Z
A=5
A=8
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
Z
N
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
roter Riese
Heliumfusiondurch
bdquo3-Prozessldquo
2 3 124 CHe
)3677( MeV
Heliumverbrennung
A=5
A=8
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
Z
N
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
roter Riese
Heliumfusiondurch
bdquo3-Prozessldquo
2 3 124 CHe
)3677( MeV
Heliumverbrennung
A=5
A=8
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Verbrennung biszum Eisen
Je nach Masse des Sterns werden nach derHeliumverbrennung Kohlenstoff und ggfs noch schwerere Elemente weiterverbrannt
O C 1612
Ne O 2016
Fe Si Si 562828
Ab Eisen ist keine Energiegewinnung durch Fusion mehr
moumlglich
zB
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Verbrennung biszum Eisen
Je nach Masse des Sterns werden nach derHeliumverbrennung Kohlenstoff und ggfs noch schwerere Elemente weiterverbrannt
O C 1612
Ne O 2016
Fe Si Si 562828
Ab Eisen ist keine Energiegewinnung durch Fusion mehr
moumlglich
zB
Elementsynthese bis zuBismut beim s-process
Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuBismut beim s-process
Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
57Fe 58Fe 59Fe
59Co 60Co
60Ni 61Ni 62Ni 63Ni
63Cu
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuBismut beim s-process
Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
57Fe 58Fe 59Fe
59Co 60Co
60Ni 61Ni 62Ni 63Ni
63Cu
209Bi
208Pb207Pb
208Bi
206Tl
209Pb
210Bi
212Po211Po210Po209Po
212Po 212Po
211Bi207Bi
206Pb
207Tl
210Pb
208Tl
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuBismut beim s-process
Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
209Bi
208Pb207Pb
208Bi
206Tl
209Pb
210Bi
212Po211Po210Po209Po
212Po 212Po
211Bi207Bi
206Pb
207Tl
210Pb
208Tl
Der s-process kann keine Elemente erzeugen die schwerer als Bismut sind
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuBismut beim s-process
Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
209Bi
208Pb207Pb
208Bi
206Tl
209Pb
210Bi
212Po211Po210Po209Po
212Po 212Po
211Bi207Bi
206Pb
207Tl
210Pb
208Tl
Der s-process kann keine Elemente erzeugen die schwerer als Bismut sind
Elementsynthese bis zuTransuranen beim r-process
MStern M
weisser Zwerg
Temperatur reicht nicht zur Zuumlndung weiterer Fusionen
MStern 14 M
Supernova
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuTransuranen beim r-process
MStern M
weisser Zwerg
Temperatur reicht nicht zur Zuumlndung weiterer Fusionen
MStern 14 M
Supernova
MStern 32 M
Neutronenstern
schwarzes Loch
MStern 32 M
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuTransuranen beim r-process
MStern M
weisser Zwerg
Temperatur reicht nicht zur Zuumlndung weiterer Fusionen
MStern 14 M
Supernova
MStern 32 M
Neutronenstern
schwarzes Loch
MStern 32 M
Bei einer Supernova-Explosion werden extrem grosse Neutronenfluumlsse erreichtDabei ist der Neutroneneinfang schneller als - und -Zerfallsprozesse und es wird die bdquoUran-Inselldquo erreicht
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
KernsyntheseElementsynthese bis zu
Transuranen beim r-process
Supernova
Bei einer Supernova-Explosion werden extrem grosse Neutronenfluumlsse erreichtDabei ist der Neutroneneinfang schneller als - und -Zerfallsprozesse und es wird die bdquoUran-Inselldquo erreicht
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
VZusammenfassung
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
Die beobachteten Elementhaumlufigkeiten stimmen hervorragend mit den Berechnungen uumlberein
Diese Uumlbereinstimmung ist eine wichtige Stuumltze des Standardmodells der Kosmologie
ZusammenfassungI Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
KernsyntheseDas Neutron zu Proton
Verhaumlltnis NnNp
Im thermodynamischen Gleichgewicht gilt kT
MeV291
pn e NN
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
KernsyntheseDas Neutron zu Proton
Verhaumlltnis NnNp
Im thermodynamischen Gleichgewicht gilt kT
MeV291
pn e NN
Das th Gleichgewicht zwischen n und p wird durch folgende Prozesse der schwachen Wechselwirkung aufrecht erhalten
eepn
enep
enp e
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
KernsyntheseDas Neutron zu Proton
Verhaumlltnis NnNp
Das th Gleichgewicht zwischen n und p wird durch folgende Prozesse der schwachen Wechselwirkung aufrecht erhalten
eepn
enep
enp e
Bei einer Energie von ca1 MeV friert die schwacheWechselwirkung aus
Neutronen und Protonenverlassen das thermischeGleichgewicht
rarr
Nuk
leos
ynth
ese
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
KernsyntheseDas Proton zu Neutron
Verhaumlltnis NnNp
Das th Gleichgewicht zwischen n und p wird durch folgende Prozesse der schwachen Wechselwirkung aufrecht erhalten
eepn
enep
enp e
Bei einer Energie von ca1 MeV friert die schwacheWechselwirkung aus
Neutronen und Protonenverlassen das thermischeGleichgewicht
rarr
Nuk
leos
ynth
eseNach der primordialen Kernsynthese
sind praktische alle Neutronen in 4He gebunden
Das Verhaumlltnis NnNp hat seinen end- guumlltigen Wert 8812 angenommen
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
IIIPrimordiale
Kernsynthese
I Einfuumlhrung
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese Die Nuklidkarte
N
Z
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
Die Nuklidkarte
N
Z
0 1 2 3 4 5 6 7
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
KernsyntheseDie 12 fundamentalen
Reaktionen
N
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n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
Die Nuklidkarte
n rarr p
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
7Be + n rarr 7Li + p
t + d rarr 4He + n
3He + n rarr t + p
d + d rarr t + p
3He + d rarr 4He + p
n rarr pn rarr p
p + n rarr d
d + p rarr 3He
d + d rarr 3He + n
d + d rarr t + p
t + d rarr 4He + n
t + rarr 7Li
3He + n rarr t + p
3He + rarr 7Be
7Be + n rarr 7Li + p
p + n rarr d
d + p rarr 3He
d + d rarr 3He + n
t + rarr 7Li
3He + rarr 7Be
7Li + p rarr 4He +
Die 12 fundamentalen Reaktionen
N
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n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
3He + d rarr 4He + p
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
N
Z
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
n rarr p
p + n rarr d
d + p rarr 3He
d + d rarr 3He + n
d + d rarr t + p
t + d rarr 4He + n
t + rarr 7Li
3He + n rarr t + p
3He + rarr 7Be
7Be + n rarr 7Li + p
Die 12 fundamentalen Reaktionen
3He + d rarr 4He + p
7Li + p rarr 4He +
N
Z
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
n rarr p
p + n rarr d
d + p rarr 3He
d + d rarr 3He + n
d + d rarr t + p
t + d rarr 4He + n
t + rarr 7Li
3He + n rarr t + p
3He + rarr 7Be
7Be + n rarr 7Li + p
Die 12 fundamentalen Reaktionen
3He + d rarr 4He + p
7Li + p rarr 4He +
N
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n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
A=5
A=8
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n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
n rarr p
p + n rarr d
d + p rarr 3He
d + d rarr 3He + n
d + d rarr t + p
t + d rarr 4He + n
t + rarr 7Li
3He + n rarr t + p
3He + rarr 7Be
7Be + n rarr 7Li + p
Die 12 fundamentalen Reaktionen
3He + d rarr 4He + p
7Li + p rarr 4He +
N
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n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
12 p 12 n
Primordiale 4He-HaumlufigkeitDas Neutron-zu-Proton-Verhaumlltnis betraumlgt nachder primordialen Kernsynthese 1288
88 Protonen 12 Neutronen
Praktisch alle Neutronen befinden sich nach derprimordialen Kernsynthese in 4He-Kernen
76 Protonen 24 4He
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese Der zeitliche AblaufI Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
IVStellare Kernsynthese
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
MStern lt 008 M
brauner ZwergTemperatur reicht nicht zur Zuumlndung
der Wasserstofffusion
MStern gt 008 M
Wasserstofffusion setzt ein
2
33
3
ee
ppHeHe
Hedp
edpp e
22 4 eep
)021(
)8612(
)495(
)420(
MeV
MeV
MeV
MeV
)7226( MeV
Heliumkern
Wasserstoffverbrennung
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
MStern lt 008 M
brauner ZwergTemperatur reicht nicht zur Zuumlndung
der Wasserstofffusion
MStern gt 008 M
Wasserstofffusion setzt ein
2
33
3
ee
ppHeHe
Hedp
edpp e
22 4 eep
)021(
)8612(
)495(
)420(
MeV
MeV
MeV
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Heliumkern
Wasserstoffverbrennung
MStern ltlt M MStern M
weisser Zwerg
Temperatur reicht nicht zur Zuumlndungder Heliumfusion roter Riese
Heliumfusiondurch
bdquo3-Prozessldquo
2 3 124 CHe
)3677( MeV
Heliumverbrennung
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
MStern ltlt M MStern M
weisser Zwerg
Temperatur reicht nicht zur Zuumlndungder Heliumfusion roter Riese
Heliumfusiondurch
bdquo3-Prozessldquo
2 3 124 CHe
)3677( MeV
Heliumverbrennung
N
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
Z
A=5
A=8
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
Z
N
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
roter Riese
Heliumfusiondurch
bdquo3-Prozessldquo
2 3 124 CHe
)3677( MeV
Heliumverbrennung
A=5
A=8
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
Z
N
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
roter Riese
Heliumfusiondurch
bdquo3-Prozessldquo
2 3 124 CHe
)3677( MeV
Heliumverbrennung
A=5
A=8
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Verbrennung biszum Eisen
Je nach Masse des Sterns werden nach derHeliumverbrennung Kohlenstoff und ggfs noch schwerere Elemente weiterverbrannt
O C 1612
Ne O 2016
Fe Si Si 562828
Ab Eisen ist keine Energiegewinnung durch Fusion mehr
moumlglich
zB
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Verbrennung biszum Eisen
Je nach Masse des Sterns werden nach derHeliumverbrennung Kohlenstoff und ggfs noch schwerere Elemente weiterverbrannt
O C 1612
Ne O 2016
Fe Si Si 562828
Ab Eisen ist keine Energiegewinnung durch Fusion mehr
moumlglich
zB
Elementsynthese bis zuBismut beim s-process
Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuBismut beim s-process
Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
57Fe 58Fe 59Fe
59Co 60Co
60Ni 61Ni 62Ni 63Ni
63Cu
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuBismut beim s-process
Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
57Fe 58Fe 59Fe
59Co 60Co
60Ni 61Ni 62Ni 63Ni
63Cu
209Bi
208Pb207Pb
208Bi
206Tl
209Pb
210Bi
212Po211Po210Po209Po
212Po 212Po
211Bi207Bi
206Pb
207Tl
210Pb
208Tl
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuBismut beim s-process
Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
209Bi
208Pb207Pb
208Bi
206Tl
209Pb
210Bi
212Po211Po210Po209Po
212Po 212Po
211Bi207Bi
206Pb
207Tl
210Pb
208Tl
Der s-process kann keine Elemente erzeugen die schwerer als Bismut sind
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuBismut beim s-process
Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
209Bi
208Pb207Pb
208Bi
206Tl
209Pb
210Bi
212Po211Po210Po209Po
212Po 212Po
211Bi207Bi
206Pb
207Tl
210Pb
208Tl
Der s-process kann keine Elemente erzeugen die schwerer als Bismut sind
Elementsynthese bis zuTransuranen beim r-process
MStern M
weisser Zwerg
Temperatur reicht nicht zur Zuumlndung weiterer Fusionen
MStern 14 M
Supernova
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuTransuranen beim r-process
MStern M
weisser Zwerg
Temperatur reicht nicht zur Zuumlndung weiterer Fusionen
MStern 14 M
Supernova
MStern 32 M
Neutronenstern
schwarzes Loch
MStern 32 M
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuTransuranen beim r-process
MStern M
weisser Zwerg
Temperatur reicht nicht zur Zuumlndung weiterer Fusionen
MStern 14 M
Supernova
MStern 32 M
Neutronenstern
schwarzes Loch
MStern 32 M
Bei einer Supernova-Explosion werden extrem grosse Neutronenfluumlsse erreichtDabei ist der Neutroneneinfang schneller als - und -Zerfallsprozesse und es wird die bdquoUran-Inselldquo erreicht
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
KernsyntheseElementsynthese bis zu
Transuranen beim r-process
Supernova
Bei einer Supernova-Explosion werden extrem grosse Neutronenfluumlsse erreichtDabei ist der Neutroneneinfang schneller als - und -Zerfallsprozesse und es wird die bdquoUran-Inselldquo erreicht
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
VZusammenfassung
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
Die beobachteten Elementhaumlufigkeiten stimmen hervorragend mit den Berechnungen uumlberein
Diese Uumlbereinstimmung ist eine wichtige Stuumltze des Standardmodells der Kosmologie
ZusammenfassungI Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
KernsyntheseDas Neutron zu Proton
Verhaumlltnis NnNp
Im thermodynamischen Gleichgewicht gilt kT
MeV291
pn e NN
Das th Gleichgewicht zwischen n und p wird durch folgende Prozesse der schwachen Wechselwirkung aufrecht erhalten
eepn
enep
enp e
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
KernsyntheseDas Neutron zu Proton
Verhaumlltnis NnNp
Das th Gleichgewicht zwischen n und p wird durch folgende Prozesse der schwachen Wechselwirkung aufrecht erhalten
eepn
enep
enp e
Bei einer Energie von ca1 MeV friert die schwacheWechselwirkung aus
Neutronen und Protonenverlassen das thermischeGleichgewicht
rarr
Nuk
leos
ynth
ese
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
KernsyntheseDas Proton zu Neutron
Verhaumlltnis NnNp
Das th Gleichgewicht zwischen n und p wird durch folgende Prozesse der schwachen Wechselwirkung aufrecht erhalten
eepn
enep
enp e
Bei einer Energie von ca1 MeV friert die schwacheWechselwirkung aus
Neutronen und Protonenverlassen das thermischeGleichgewicht
rarr
Nuk
leos
ynth
eseNach der primordialen Kernsynthese
sind praktische alle Neutronen in 4He gebunden
Das Verhaumlltnis NnNp hat seinen end- guumlltigen Wert 8812 angenommen
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
IIIPrimordiale
Kernsynthese
I Einfuumlhrung
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese Die Nuklidkarte
N
Z
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
Die Nuklidkarte
N
Z
0 1 2 3 4 5 6 7
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
KernsyntheseDie 12 fundamentalen
Reaktionen
N
Z
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
Die Nuklidkarte
n rarr p
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
7Be + n rarr 7Li + p
t + d rarr 4He + n
3He + n rarr t + p
d + d rarr t + p
3He + d rarr 4He + p
n rarr pn rarr p
p + n rarr d
d + p rarr 3He
d + d rarr 3He + n
d + d rarr t + p
t + d rarr 4He + n
t + rarr 7Li
3He + n rarr t + p
3He + rarr 7Be
7Be + n rarr 7Li + p
p + n rarr d
d + p rarr 3He
d + d rarr 3He + n
t + rarr 7Li
3He + rarr 7Be
7Li + p rarr 4He +
Die 12 fundamentalen Reaktionen
N
Z
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
3He + d rarr 4He + p
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
N
Z
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
n rarr p
p + n rarr d
d + p rarr 3He
d + d rarr 3He + n
d + d rarr t + p
t + d rarr 4He + n
t + rarr 7Li
3He + n rarr t + p
3He + rarr 7Be
7Be + n rarr 7Li + p
Die 12 fundamentalen Reaktionen
3He + d rarr 4He + p
7Li + p rarr 4He +
N
Z
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
n rarr p
p + n rarr d
d + p rarr 3He
d + d rarr 3He + n
d + d rarr t + p
t + d rarr 4He + n
t + rarr 7Li
3He + n rarr t + p
3He + rarr 7Be
7Be + n rarr 7Li + p
Die 12 fundamentalen Reaktionen
3He + d rarr 4He + p
7Li + p rarr 4He +
N
Z
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
A=5
A=8
N
Z
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
n rarr p
p + n rarr d
d + p rarr 3He
d + d rarr 3He + n
d + d rarr t + p
t + d rarr 4He + n
t + rarr 7Li
3He + n rarr t + p
3He + rarr 7Be
7Be + n rarr 7Li + p
Die 12 fundamentalen Reaktionen
3He + d rarr 4He + p
7Li + p rarr 4He +
N
Z
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
12 p 12 n
Primordiale 4He-HaumlufigkeitDas Neutron-zu-Proton-Verhaumlltnis betraumlgt nachder primordialen Kernsynthese 1288
88 Protonen 12 Neutronen
Praktisch alle Neutronen befinden sich nach derprimordialen Kernsynthese in 4He-Kernen
76 Protonen 24 4He
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese Der zeitliche AblaufI Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
IVStellare Kernsynthese
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
MStern lt 008 M
brauner ZwergTemperatur reicht nicht zur Zuumlndung
der Wasserstofffusion
MStern gt 008 M
Wasserstofffusion setzt ein
2
33
3
ee
ppHeHe
Hedp
edpp e
22 4 eep
)021(
)8612(
)495(
)420(
MeV
MeV
MeV
MeV
)7226( MeV
Heliumkern
Wasserstoffverbrennung
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
MStern lt 008 M
brauner ZwergTemperatur reicht nicht zur Zuumlndung
der Wasserstofffusion
MStern gt 008 M
Wasserstofffusion setzt ein
2
33
3
ee
ppHeHe
Hedp
edpp e
22 4 eep
)021(
)8612(
)495(
)420(
MeV
MeV
MeV
MeV
)7226( MeV
Heliumkern
Wasserstoffverbrennung
MStern ltlt M MStern M
weisser Zwerg
Temperatur reicht nicht zur Zuumlndungder Heliumfusion roter Riese
Heliumfusiondurch
bdquo3-Prozessldquo
2 3 124 CHe
)3677( MeV
Heliumverbrennung
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
MStern ltlt M MStern M
weisser Zwerg
Temperatur reicht nicht zur Zuumlndungder Heliumfusion roter Riese
Heliumfusiondurch
bdquo3-Prozessldquo
2 3 124 CHe
)3677( MeV
Heliumverbrennung
N
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
Z
A=5
A=8
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
Z
N
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
roter Riese
Heliumfusiondurch
bdquo3-Prozessldquo
2 3 124 CHe
)3677( MeV
Heliumverbrennung
A=5
A=8
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
Z
N
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
roter Riese
Heliumfusiondurch
bdquo3-Prozessldquo
2 3 124 CHe
)3677( MeV
Heliumverbrennung
A=5
A=8
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Verbrennung biszum Eisen
Je nach Masse des Sterns werden nach derHeliumverbrennung Kohlenstoff und ggfs noch schwerere Elemente weiterverbrannt
O C 1612
Ne O 2016
Fe Si Si 562828
Ab Eisen ist keine Energiegewinnung durch Fusion mehr
moumlglich
zB
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Verbrennung biszum Eisen
Je nach Masse des Sterns werden nach derHeliumverbrennung Kohlenstoff und ggfs noch schwerere Elemente weiterverbrannt
O C 1612
Ne O 2016
Fe Si Si 562828
Ab Eisen ist keine Energiegewinnung durch Fusion mehr
moumlglich
zB
Elementsynthese bis zuBismut beim s-process
Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuBismut beim s-process
Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
57Fe 58Fe 59Fe
59Co 60Co
60Ni 61Ni 62Ni 63Ni
63Cu
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuBismut beim s-process
Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
57Fe 58Fe 59Fe
59Co 60Co
60Ni 61Ni 62Ni 63Ni
63Cu
209Bi
208Pb207Pb
208Bi
206Tl
209Pb
210Bi
212Po211Po210Po209Po
212Po 212Po
211Bi207Bi
206Pb
207Tl
210Pb
208Tl
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuBismut beim s-process
Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
209Bi
208Pb207Pb
208Bi
206Tl
209Pb
210Bi
212Po211Po210Po209Po
212Po 212Po
211Bi207Bi
206Pb
207Tl
210Pb
208Tl
Der s-process kann keine Elemente erzeugen die schwerer als Bismut sind
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuBismut beim s-process
Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
209Bi
208Pb207Pb
208Bi
206Tl
209Pb
210Bi
212Po211Po210Po209Po
212Po 212Po
211Bi207Bi
206Pb
207Tl
210Pb
208Tl
Der s-process kann keine Elemente erzeugen die schwerer als Bismut sind
Elementsynthese bis zuTransuranen beim r-process
MStern M
weisser Zwerg
Temperatur reicht nicht zur Zuumlndung weiterer Fusionen
MStern 14 M
Supernova
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuTransuranen beim r-process
MStern M
weisser Zwerg
Temperatur reicht nicht zur Zuumlndung weiterer Fusionen
MStern 14 M
Supernova
MStern 32 M
Neutronenstern
schwarzes Loch
MStern 32 M
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuTransuranen beim r-process
MStern M
weisser Zwerg
Temperatur reicht nicht zur Zuumlndung weiterer Fusionen
MStern 14 M
Supernova
MStern 32 M
Neutronenstern
schwarzes Loch
MStern 32 M
Bei einer Supernova-Explosion werden extrem grosse Neutronenfluumlsse erreichtDabei ist der Neutroneneinfang schneller als - und -Zerfallsprozesse und es wird die bdquoUran-Inselldquo erreicht
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
KernsyntheseElementsynthese bis zu
Transuranen beim r-process
Supernova
Bei einer Supernova-Explosion werden extrem grosse Neutronenfluumlsse erreichtDabei ist der Neutroneneinfang schneller als - und -Zerfallsprozesse und es wird die bdquoUran-Inselldquo erreicht
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
VZusammenfassung
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
Die beobachteten Elementhaumlufigkeiten stimmen hervorragend mit den Berechnungen uumlberein
Diese Uumlbereinstimmung ist eine wichtige Stuumltze des Standardmodells der Kosmologie
ZusammenfassungI Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
KernsyntheseDas Neutron zu Proton
Verhaumlltnis NnNp
Das th Gleichgewicht zwischen n und p wird durch folgende Prozesse der schwachen Wechselwirkung aufrecht erhalten
eepn
enep
enp e
Bei einer Energie von ca1 MeV friert die schwacheWechselwirkung aus
Neutronen und Protonenverlassen das thermischeGleichgewicht
rarr
Nuk
leos
ynth
ese
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
KernsyntheseDas Proton zu Neutron
Verhaumlltnis NnNp
Das th Gleichgewicht zwischen n und p wird durch folgende Prozesse der schwachen Wechselwirkung aufrecht erhalten
eepn
enep
enp e
Bei einer Energie von ca1 MeV friert die schwacheWechselwirkung aus
Neutronen und Protonenverlassen das thermischeGleichgewicht
rarr
Nuk
leos
ynth
eseNach der primordialen Kernsynthese
sind praktische alle Neutronen in 4He gebunden
Das Verhaumlltnis NnNp hat seinen end- guumlltigen Wert 8812 angenommen
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
IIIPrimordiale
Kernsynthese
I Einfuumlhrung
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese Die Nuklidkarte
N
Z
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
Die Nuklidkarte
N
Z
0 1 2 3 4 5 6 7
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
KernsyntheseDie 12 fundamentalen
Reaktionen
N
Z
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
Die Nuklidkarte
n rarr p
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
7Be + n rarr 7Li + p
t + d rarr 4He + n
3He + n rarr t + p
d + d rarr t + p
3He + d rarr 4He + p
n rarr pn rarr p
p + n rarr d
d + p rarr 3He
d + d rarr 3He + n
d + d rarr t + p
t + d rarr 4He + n
t + rarr 7Li
3He + n rarr t + p
3He + rarr 7Be
7Be + n rarr 7Li + p
p + n rarr d
d + p rarr 3He
d + d rarr 3He + n
t + rarr 7Li
3He + rarr 7Be
7Li + p rarr 4He +
Die 12 fundamentalen Reaktionen
N
Z
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
3He + d rarr 4He + p
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
N
Z
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
n rarr p
p + n rarr d
d + p rarr 3He
d + d rarr 3He + n
d + d rarr t + p
t + d rarr 4He + n
t + rarr 7Li
3He + n rarr t + p
3He + rarr 7Be
7Be + n rarr 7Li + p
Die 12 fundamentalen Reaktionen
3He + d rarr 4He + p
7Li + p rarr 4He +
N
Z
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
n rarr p
p + n rarr d
d + p rarr 3He
d + d rarr 3He + n
d + d rarr t + p
t + d rarr 4He + n
t + rarr 7Li
3He + n rarr t + p
3He + rarr 7Be
7Be + n rarr 7Li + p
Die 12 fundamentalen Reaktionen
3He + d rarr 4He + p
7Li + p rarr 4He +
N
Z
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
A=5
A=8
N
Z
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
n rarr p
p + n rarr d
d + p rarr 3He
d + d rarr 3He + n
d + d rarr t + p
t + d rarr 4He + n
t + rarr 7Li
3He + n rarr t + p
3He + rarr 7Be
7Be + n rarr 7Li + p
Die 12 fundamentalen Reaktionen
3He + d rarr 4He + p
7Li + p rarr 4He +
N
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n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
12 p 12 n
Primordiale 4He-HaumlufigkeitDas Neutron-zu-Proton-Verhaumlltnis betraumlgt nachder primordialen Kernsynthese 1288
88 Protonen 12 Neutronen
Praktisch alle Neutronen befinden sich nach derprimordialen Kernsynthese in 4He-Kernen
76 Protonen 24 4He
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese Der zeitliche AblaufI Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
IVStellare Kernsynthese
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
MStern lt 008 M
brauner ZwergTemperatur reicht nicht zur Zuumlndung
der Wasserstofffusion
MStern gt 008 M
Wasserstofffusion setzt ein
2
33
3
ee
ppHeHe
Hedp
edpp e
22 4 eep
)021(
)8612(
)495(
)420(
MeV
MeV
MeV
MeV
)7226( MeV
Heliumkern
Wasserstoffverbrennung
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
MStern lt 008 M
brauner ZwergTemperatur reicht nicht zur Zuumlndung
der Wasserstofffusion
MStern gt 008 M
Wasserstofffusion setzt ein
2
33
3
ee
ppHeHe
Hedp
edpp e
22 4 eep
)021(
)8612(
)495(
)420(
MeV
MeV
MeV
MeV
)7226( MeV
Heliumkern
Wasserstoffverbrennung
MStern ltlt M MStern M
weisser Zwerg
Temperatur reicht nicht zur Zuumlndungder Heliumfusion roter Riese
Heliumfusiondurch
bdquo3-Prozessldquo
2 3 124 CHe
)3677( MeV
Heliumverbrennung
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
MStern ltlt M MStern M
weisser Zwerg
Temperatur reicht nicht zur Zuumlndungder Heliumfusion roter Riese
Heliumfusiondurch
bdquo3-Prozessldquo
2 3 124 CHe
)3677( MeV
Heliumverbrennung
N
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
Z
A=5
A=8
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
Z
N
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
roter Riese
Heliumfusiondurch
bdquo3-Prozessldquo
2 3 124 CHe
)3677( MeV
Heliumverbrennung
A=5
A=8
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
Z
N
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
roter Riese
Heliumfusiondurch
bdquo3-Prozessldquo
2 3 124 CHe
)3677( MeV
Heliumverbrennung
A=5
A=8
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Verbrennung biszum Eisen
Je nach Masse des Sterns werden nach derHeliumverbrennung Kohlenstoff und ggfs noch schwerere Elemente weiterverbrannt
O C 1612
Ne O 2016
Fe Si Si 562828
Ab Eisen ist keine Energiegewinnung durch Fusion mehr
moumlglich
zB
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Verbrennung biszum Eisen
Je nach Masse des Sterns werden nach derHeliumverbrennung Kohlenstoff und ggfs noch schwerere Elemente weiterverbrannt
O C 1612
Ne O 2016
Fe Si Si 562828
Ab Eisen ist keine Energiegewinnung durch Fusion mehr
moumlglich
zB
Elementsynthese bis zuBismut beim s-process
Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuBismut beim s-process
Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
57Fe 58Fe 59Fe
59Co 60Co
60Ni 61Ni 62Ni 63Ni
63Cu
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuBismut beim s-process
Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
57Fe 58Fe 59Fe
59Co 60Co
60Ni 61Ni 62Ni 63Ni
63Cu
209Bi
208Pb207Pb
208Bi
206Tl
209Pb
210Bi
212Po211Po210Po209Po
212Po 212Po
211Bi207Bi
206Pb
207Tl
210Pb
208Tl
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuBismut beim s-process
Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
209Bi
208Pb207Pb
208Bi
206Tl
209Pb
210Bi
212Po211Po210Po209Po
212Po 212Po
211Bi207Bi
206Pb
207Tl
210Pb
208Tl
Der s-process kann keine Elemente erzeugen die schwerer als Bismut sind
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuBismut beim s-process
Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
209Bi
208Pb207Pb
208Bi
206Tl
209Pb
210Bi
212Po211Po210Po209Po
212Po 212Po
211Bi207Bi
206Pb
207Tl
210Pb
208Tl
Der s-process kann keine Elemente erzeugen die schwerer als Bismut sind
Elementsynthese bis zuTransuranen beim r-process
MStern M
weisser Zwerg
Temperatur reicht nicht zur Zuumlndung weiterer Fusionen
MStern 14 M
Supernova
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuTransuranen beim r-process
MStern M
weisser Zwerg
Temperatur reicht nicht zur Zuumlndung weiterer Fusionen
MStern 14 M
Supernova
MStern 32 M
Neutronenstern
schwarzes Loch
MStern 32 M
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuTransuranen beim r-process
MStern M
weisser Zwerg
Temperatur reicht nicht zur Zuumlndung weiterer Fusionen
MStern 14 M
Supernova
MStern 32 M
Neutronenstern
schwarzes Loch
MStern 32 M
Bei einer Supernova-Explosion werden extrem grosse Neutronenfluumlsse erreichtDabei ist der Neutroneneinfang schneller als - und -Zerfallsprozesse und es wird die bdquoUran-Inselldquo erreicht
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
KernsyntheseElementsynthese bis zu
Transuranen beim r-process
Supernova
Bei einer Supernova-Explosion werden extrem grosse Neutronenfluumlsse erreichtDabei ist der Neutroneneinfang schneller als - und -Zerfallsprozesse und es wird die bdquoUran-Inselldquo erreicht
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
VZusammenfassung
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
Die beobachteten Elementhaumlufigkeiten stimmen hervorragend mit den Berechnungen uumlberein
Diese Uumlbereinstimmung ist eine wichtige Stuumltze des Standardmodells der Kosmologie
ZusammenfassungI Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
KernsyntheseDas Proton zu Neutron
Verhaumlltnis NnNp
Das th Gleichgewicht zwischen n und p wird durch folgende Prozesse der schwachen Wechselwirkung aufrecht erhalten
eepn
enep
enp e
Bei einer Energie von ca1 MeV friert die schwacheWechselwirkung aus
Neutronen und Protonenverlassen das thermischeGleichgewicht
rarr
Nuk
leos
ynth
eseNach der primordialen Kernsynthese
sind praktische alle Neutronen in 4He gebunden
Das Verhaumlltnis NnNp hat seinen end- guumlltigen Wert 8812 angenommen
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
IIIPrimordiale
Kernsynthese
I Einfuumlhrung
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese Die Nuklidkarte
N
Z
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
Die Nuklidkarte
N
Z
0 1 2 3 4 5 6 7
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
KernsyntheseDie 12 fundamentalen
Reaktionen
N
Z
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
Die Nuklidkarte
n rarr p
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
7Be + n rarr 7Li + p
t + d rarr 4He + n
3He + n rarr t + p
d + d rarr t + p
3He + d rarr 4He + p
n rarr pn rarr p
p + n rarr d
d + p rarr 3He
d + d rarr 3He + n
d + d rarr t + p
t + d rarr 4He + n
t + rarr 7Li
3He + n rarr t + p
3He + rarr 7Be
7Be + n rarr 7Li + p
p + n rarr d
d + p rarr 3He
d + d rarr 3He + n
t + rarr 7Li
3He + rarr 7Be
7Li + p rarr 4He +
Die 12 fundamentalen Reaktionen
N
Z
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
3He + d rarr 4He + p
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
N
Z
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
n rarr p
p + n rarr d
d + p rarr 3He
d + d rarr 3He + n
d + d rarr t + p
t + d rarr 4He + n
t + rarr 7Li
3He + n rarr t + p
3He + rarr 7Be
7Be + n rarr 7Li + p
Die 12 fundamentalen Reaktionen
3He + d rarr 4He + p
7Li + p rarr 4He +
N
Z
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
n rarr p
p + n rarr d
d + p rarr 3He
d + d rarr 3He + n
d + d rarr t + p
t + d rarr 4He + n
t + rarr 7Li
3He + n rarr t + p
3He + rarr 7Be
7Be + n rarr 7Li + p
Die 12 fundamentalen Reaktionen
3He + d rarr 4He + p
7Li + p rarr 4He +
N
Z
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
A=5
A=8
N
Z
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
n rarr p
p + n rarr d
d + p rarr 3He
d + d rarr 3He + n
d + d rarr t + p
t + d rarr 4He + n
t + rarr 7Li
3He + n rarr t + p
3He + rarr 7Be
7Be + n rarr 7Li + p
Die 12 fundamentalen Reaktionen
3He + d rarr 4He + p
7Li + p rarr 4He +
N
Z
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
12 p 12 n
Primordiale 4He-HaumlufigkeitDas Neutron-zu-Proton-Verhaumlltnis betraumlgt nachder primordialen Kernsynthese 1288
88 Protonen 12 Neutronen
Praktisch alle Neutronen befinden sich nach derprimordialen Kernsynthese in 4He-Kernen
76 Protonen 24 4He
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese Der zeitliche AblaufI Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
IVStellare Kernsynthese
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
MStern lt 008 M
brauner ZwergTemperatur reicht nicht zur Zuumlndung
der Wasserstofffusion
MStern gt 008 M
Wasserstofffusion setzt ein
2
33
3
ee
ppHeHe
Hedp
edpp e
22 4 eep
)021(
)8612(
)495(
)420(
MeV
MeV
MeV
MeV
)7226( MeV
Heliumkern
Wasserstoffverbrennung
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
MStern lt 008 M
brauner ZwergTemperatur reicht nicht zur Zuumlndung
der Wasserstofffusion
MStern gt 008 M
Wasserstofffusion setzt ein
2
33
3
ee
ppHeHe
Hedp
edpp e
22 4 eep
)021(
)8612(
)495(
)420(
MeV
MeV
MeV
MeV
)7226( MeV
Heliumkern
Wasserstoffverbrennung
MStern ltlt M MStern M
weisser Zwerg
Temperatur reicht nicht zur Zuumlndungder Heliumfusion roter Riese
Heliumfusiondurch
bdquo3-Prozessldquo
2 3 124 CHe
)3677( MeV
Heliumverbrennung
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
MStern ltlt M MStern M
weisser Zwerg
Temperatur reicht nicht zur Zuumlndungder Heliumfusion roter Riese
Heliumfusiondurch
bdquo3-Prozessldquo
2 3 124 CHe
)3677( MeV
Heliumverbrennung
N
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
Z
A=5
A=8
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
Z
N
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
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10C193 s
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0 1 2 3 4 5 6 7
roter Riese
Heliumfusiondurch
bdquo3-Prozessldquo
2 3 124 CHe
)3677( MeV
Heliumverbrennung
A=5
A=8
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
Z
N
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
roter Riese
Heliumfusiondurch
bdquo3-Prozessldquo
2 3 124 CHe
)3677( MeV
Heliumverbrennung
A=5
A=8
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Verbrennung biszum Eisen
Je nach Masse des Sterns werden nach derHeliumverbrennung Kohlenstoff und ggfs noch schwerere Elemente weiterverbrannt
O C 1612
Ne O 2016
Fe Si Si 562828
Ab Eisen ist keine Energiegewinnung durch Fusion mehr
moumlglich
zB
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Verbrennung biszum Eisen
Je nach Masse des Sterns werden nach derHeliumverbrennung Kohlenstoff und ggfs noch schwerere Elemente weiterverbrannt
O C 1612
Ne O 2016
Fe Si Si 562828
Ab Eisen ist keine Energiegewinnung durch Fusion mehr
moumlglich
zB
Elementsynthese bis zuBismut beim s-process
Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuBismut beim s-process
Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
57Fe 58Fe 59Fe
59Co 60Co
60Ni 61Ni 62Ni 63Ni
63Cu
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuBismut beim s-process
Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
57Fe 58Fe 59Fe
59Co 60Co
60Ni 61Ni 62Ni 63Ni
63Cu
209Bi
208Pb207Pb
208Bi
206Tl
209Pb
210Bi
212Po211Po210Po209Po
212Po 212Po
211Bi207Bi
206Pb
207Tl
210Pb
208Tl
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuBismut beim s-process
Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
209Bi
208Pb207Pb
208Bi
206Tl
209Pb
210Bi
212Po211Po210Po209Po
212Po 212Po
211Bi207Bi
206Pb
207Tl
210Pb
208Tl
Der s-process kann keine Elemente erzeugen die schwerer als Bismut sind
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuBismut beim s-process
Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
209Bi
208Pb207Pb
208Bi
206Tl
209Pb
210Bi
212Po211Po210Po209Po
212Po 212Po
211Bi207Bi
206Pb
207Tl
210Pb
208Tl
Der s-process kann keine Elemente erzeugen die schwerer als Bismut sind
Elementsynthese bis zuTransuranen beim r-process
MStern M
weisser Zwerg
Temperatur reicht nicht zur Zuumlndung weiterer Fusionen
MStern 14 M
Supernova
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuTransuranen beim r-process
MStern M
weisser Zwerg
Temperatur reicht nicht zur Zuumlndung weiterer Fusionen
MStern 14 M
Supernova
MStern 32 M
Neutronenstern
schwarzes Loch
MStern 32 M
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuTransuranen beim r-process
MStern M
weisser Zwerg
Temperatur reicht nicht zur Zuumlndung weiterer Fusionen
MStern 14 M
Supernova
MStern 32 M
Neutronenstern
schwarzes Loch
MStern 32 M
Bei einer Supernova-Explosion werden extrem grosse Neutronenfluumlsse erreichtDabei ist der Neutroneneinfang schneller als - und -Zerfallsprozesse und es wird die bdquoUran-Inselldquo erreicht
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
KernsyntheseElementsynthese bis zu
Transuranen beim r-process
Supernova
Bei einer Supernova-Explosion werden extrem grosse Neutronenfluumlsse erreichtDabei ist der Neutroneneinfang schneller als - und -Zerfallsprozesse und es wird die bdquoUran-Inselldquo erreicht
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
VZusammenfassung
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
Die beobachteten Elementhaumlufigkeiten stimmen hervorragend mit den Berechnungen uumlberein
Diese Uumlbereinstimmung ist eine wichtige Stuumltze des Standardmodells der Kosmologie
ZusammenfassungI Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
IIIPrimordiale
Kernsynthese
I Einfuumlhrung
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese Die Nuklidkarte
N
Z
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
Die Nuklidkarte
N
Z
0 1 2 3 4 5 6 7
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
KernsyntheseDie 12 fundamentalen
Reaktionen
N
Z
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
Die Nuklidkarte
n rarr p
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
7Be + n rarr 7Li + p
t + d rarr 4He + n
3He + n rarr t + p
d + d rarr t + p
3He + d rarr 4He + p
n rarr pn rarr p
p + n rarr d
d + p rarr 3He
d + d rarr 3He + n
d + d rarr t + p
t + d rarr 4He + n
t + rarr 7Li
3He + n rarr t + p
3He + rarr 7Be
7Be + n rarr 7Li + p
p + n rarr d
d + p rarr 3He
d + d rarr 3He + n
t + rarr 7Li
3He + rarr 7Be
7Li + p rarr 4He +
Die 12 fundamentalen Reaktionen
N
Z
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
3He + d rarr 4He + p
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
N
Z
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
n rarr p
p + n rarr d
d + p rarr 3He
d + d rarr 3He + n
d + d rarr t + p
t + d rarr 4He + n
t + rarr 7Li
3He + n rarr t + p
3He + rarr 7Be
7Be + n rarr 7Li + p
Die 12 fundamentalen Reaktionen
3He + d rarr 4He + p
7Li + p rarr 4He +
N
Z
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
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10C193 s
11C 203 min
12C 13C
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I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
n rarr p
p + n rarr d
d + p rarr 3He
d + d rarr 3He + n
d + d rarr t + p
t + d rarr 4He + n
t + rarr 7Li
3He + n rarr t + p
3He + rarr 7Be
7Be + n rarr 7Li + p
Die 12 fundamentalen Reaktionen
3He + d rarr 4He + p
7Li + p rarr 4He +
N
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n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
A=5
A=8
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n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
n rarr p
p + n rarr d
d + p rarr 3He
d + d rarr 3He + n
d + d rarr t + p
t + d rarr 4He + n
t + rarr 7Li
3He + n rarr t + p
3He + rarr 7Be
7Be + n rarr 7Li + p
Die 12 fundamentalen Reaktionen
3He + d rarr 4He + p
7Li + p rarr 4He +
N
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n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
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7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
12 p 12 n
Primordiale 4He-HaumlufigkeitDas Neutron-zu-Proton-Verhaumlltnis betraumlgt nachder primordialen Kernsynthese 1288
88 Protonen 12 Neutronen
Praktisch alle Neutronen befinden sich nach derprimordialen Kernsynthese in 4He-Kernen
76 Protonen 24 4He
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese Der zeitliche AblaufI Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
IVStellare Kernsynthese
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
MStern lt 008 M
brauner ZwergTemperatur reicht nicht zur Zuumlndung
der Wasserstofffusion
MStern gt 008 M
Wasserstofffusion setzt ein
2
33
3
ee
ppHeHe
Hedp
edpp e
22 4 eep
)021(
)8612(
)495(
)420(
MeV
MeV
MeV
MeV
)7226( MeV
Heliumkern
Wasserstoffverbrennung
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
MStern lt 008 M
brauner ZwergTemperatur reicht nicht zur Zuumlndung
der Wasserstofffusion
MStern gt 008 M
Wasserstofffusion setzt ein
2
33
3
ee
ppHeHe
Hedp
edpp e
22 4 eep
)021(
)8612(
)495(
)420(
MeV
MeV
MeV
MeV
)7226( MeV
Heliumkern
Wasserstoffverbrennung
MStern ltlt M MStern M
weisser Zwerg
Temperatur reicht nicht zur Zuumlndungder Heliumfusion roter Riese
Heliumfusiondurch
bdquo3-Prozessldquo
2 3 124 CHe
)3677( MeV
Heliumverbrennung
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
MStern ltlt M MStern M
weisser Zwerg
Temperatur reicht nicht zur Zuumlndungder Heliumfusion roter Riese
Heliumfusiondurch
bdquo3-Prozessldquo
2 3 124 CHe
)3677( MeV
Heliumverbrennung
N
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
Z
A=5
A=8
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
Z
N
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
roter Riese
Heliumfusiondurch
bdquo3-Prozessldquo
2 3 124 CHe
)3677( MeV
Heliumverbrennung
A=5
A=8
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
Z
N
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
roter Riese
Heliumfusiondurch
bdquo3-Prozessldquo
2 3 124 CHe
)3677( MeV
Heliumverbrennung
A=5
A=8
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Verbrennung biszum Eisen
Je nach Masse des Sterns werden nach derHeliumverbrennung Kohlenstoff und ggfs noch schwerere Elemente weiterverbrannt
O C 1612
Ne O 2016
Fe Si Si 562828
Ab Eisen ist keine Energiegewinnung durch Fusion mehr
moumlglich
zB
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Verbrennung biszum Eisen
Je nach Masse des Sterns werden nach derHeliumverbrennung Kohlenstoff und ggfs noch schwerere Elemente weiterverbrannt
O C 1612
Ne O 2016
Fe Si Si 562828
Ab Eisen ist keine Energiegewinnung durch Fusion mehr
moumlglich
zB
Elementsynthese bis zuBismut beim s-process
Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuBismut beim s-process
Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
57Fe 58Fe 59Fe
59Co 60Co
60Ni 61Ni 62Ni 63Ni
63Cu
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuBismut beim s-process
Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
57Fe 58Fe 59Fe
59Co 60Co
60Ni 61Ni 62Ni 63Ni
63Cu
209Bi
208Pb207Pb
208Bi
206Tl
209Pb
210Bi
212Po211Po210Po209Po
212Po 212Po
211Bi207Bi
206Pb
207Tl
210Pb
208Tl
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuBismut beim s-process
Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
209Bi
208Pb207Pb
208Bi
206Tl
209Pb
210Bi
212Po211Po210Po209Po
212Po 212Po
211Bi207Bi
206Pb
207Tl
210Pb
208Tl
Der s-process kann keine Elemente erzeugen die schwerer als Bismut sind
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuBismut beim s-process
Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
209Bi
208Pb207Pb
208Bi
206Tl
209Pb
210Bi
212Po211Po210Po209Po
212Po 212Po
211Bi207Bi
206Pb
207Tl
210Pb
208Tl
Der s-process kann keine Elemente erzeugen die schwerer als Bismut sind
Elementsynthese bis zuTransuranen beim r-process
MStern M
weisser Zwerg
Temperatur reicht nicht zur Zuumlndung weiterer Fusionen
MStern 14 M
Supernova
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuTransuranen beim r-process
MStern M
weisser Zwerg
Temperatur reicht nicht zur Zuumlndung weiterer Fusionen
MStern 14 M
Supernova
MStern 32 M
Neutronenstern
schwarzes Loch
MStern 32 M
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuTransuranen beim r-process
MStern M
weisser Zwerg
Temperatur reicht nicht zur Zuumlndung weiterer Fusionen
MStern 14 M
Supernova
MStern 32 M
Neutronenstern
schwarzes Loch
MStern 32 M
Bei einer Supernova-Explosion werden extrem grosse Neutronenfluumlsse erreichtDabei ist der Neutroneneinfang schneller als - und -Zerfallsprozesse und es wird die bdquoUran-Inselldquo erreicht
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
KernsyntheseElementsynthese bis zu
Transuranen beim r-process
Supernova
Bei einer Supernova-Explosion werden extrem grosse Neutronenfluumlsse erreichtDabei ist der Neutroneneinfang schneller als - und -Zerfallsprozesse und es wird die bdquoUran-Inselldquo erreicht
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
VZusammenfassung
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
Die beobachteten Elementhaumlufigkeiten stimmen hervorragend mit den Berechnungen uumlberein
Diese Uumlbereinstimmung ist eine wichtige Stuumltze des Standardmodells der Kosmologie
ZusammenfassungI Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese Die Nuklidkarte
N
Z
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
Die Nuklidkarte
N
Z
0 1 2 3 4 5 6 7
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
KernsyntheseDie 12 fundamentalen
Reaktionen
N
Z
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
Die Nuklidkarte
n rarr p
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
7Be + n rarr 7Li + p
t + d rarr 4He + n
3He + n rarr t + p
d + d rarr t + p
3He + d rarr 4He + p
n rarr pn rarr p
p + n rarr d
d + p rarr 3He
d + d rarr 3He + n
d + d rarr t + p
t + d rarr 4He + n
t + rarr 7Li
3He + n rarr t + p
3He + rarr 7Be
7Be + n rarr 7Li + p
p + n rarr d
d + p rarr 3He
d + d rarr 3He + n
t + rarr 7Li
3He + rarr 7Be
7Li + p rarr 4He +
Die 12 fundamentalen Reaktionen
N
Z
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
3He + d rarr 4He + p
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
N
Z
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
n rarr p
p + n rarr d
d + p rarr 3He
d + d rarr 3He + n
d + d rarr t + p
t + d rarr 4He + n
t + rarr 7Li
3He + n rarr t + p
3He + rarr 7Be
7Be + n rarr 7Li + p
Die 12 fundamentalen Reaktionen
3He + d rarr 4He + p
7Li + p rarr 4He +
N
Z
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
n rarr p
p + n rarr d
d + p rarr 3He
d + d rarr 3He + n
d + d rarr t + p
t + d rarr 4He + n
t + rarr 7Li
3He + n rarr t + p
3He + rarr 7Be
7Be + n rarr 7Li + p
Die 12 fundamentalen Reaktionen
3He + d rarr 4He + p
7Li + p rarr 4He +
N
Z
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
A=5
A=8
N
Z
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
n rarr p
p + n rarr d
d + p rarr 3He
d + d rarr 3He + n
d + d rarr t + p
t + d rarr 4He + n
t + rarr 7Li
3He + n rarr t + p
3He + rarr 7Be
7Be + n rarr 7Li + p
Die 12 fundamentalen Reaktionen
3He + d rarr 4He + p
7Li + p rarr 4He +
N
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n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
12 p 12 n
Primordiale 4He-HaumlufigkeitDas Neutron-zu-Proton-Verhaumlltnis betraumlgt nachder primordialen Kernsynthese 1288
88 Protonen 12 Neutronen
Praktisch alle Neutronen befinden sich nach derprimordialen Kernsynthese in 4He-Kernen
76 Protonen 24 4He
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese Der zeitliche AblaufI Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
IVStellare Kernsynthese
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
MStern lt 008 M
brauner ZwergTemperatur reicht nicht zur Zuumlndung
der Wasserstofffusion
MStern gt 008 M
Wasserstofffusion setzt ein
2
33
3
ee
ppHeHe
Hedp
edpp e
22 4 eep
)021(
)8612(
)495(
)420(
MeV
MeV
MeV
MeV
)7226( MeV
Heliumkern
Wasserstoffverbrennung
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
MStern lt 008 M
brauner ZwergTemperatur reicht nicht zur Zuumlndung
der Wasserstofffusion
MStern gt 008 M
Wasserstofffusion setzt ein
2
33
3
ee
ppHeHe
Hedp
edpp e
22 4 eep
)021(
)8612(
)495(
)420(
MeV
MeV
MeV
MeV
)7226( MeV
Heliumkern
Wasserstoffverbrennung
MStern ltlt M MStern M
weisser Zwerg
Temperatur reicht nicht zur Zuumlndungder Heliumfusion roter Riese
Heliumfusiondurch
bdquo3-Prozessldquo
2 3 124 CHe
)3677( MeV
Heliumverbrennung
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
MStern ltlt M MStern M
weisser Zwerg
Temperatur reicht nicht zur Zuumlndungder Heliumfusion roter Riese
Heliumfusiondurch
bdquo3-Prozessldquo
2 3 124 CHe
)3677( MeV
Heliumverbrennung
N
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
Z
A=5
A=8
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
Z
N
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
roter Riese
Heliumfusiondurch
bdquo3-Prozessldquo
2 3 124 CHe
)3677( MeV
Heliumverbrennung
A=5
A=8
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
Z
N
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
roter Riese
Heliumfusiondurch
bdquo3-Prozessldquo
2 3 124 CHe
)3677( MeV
Heliumverbrennung
A=5
A=8
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Verbrennung biszum Eisen
Je nach Masse des Sterns werden nach derHeliumverbrennung Kohlenstoff und ggfs noch schwerere Elemente weiterverbrannt
O C 1612
Ne O 2016
Fe Si Si 562828
Ab Eisen ist keine Energiegewinnung durch Fusion mehr
moumlglich
zB
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Verbrennung biszum Eisen
Je nach Masse des Sterns werden nach derHeliumverbrennung Kohlenstoff und ggfs noch schwerere Elemente weiterverbrannt
O C 1612
Ne O 2016
Fe Si Si 562828
Ab Eisen ist keine Energiegewinnung durch Fusion mehr
moumlglich
zB
Elementsynthese bis zuBismut beim s-process
Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuBismut beim s-process
Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
57Fe 58Fe 59Fe
59Co 60Co
60Ni 61Ni 62Ni 63Ni
63Cu
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuBismut beim s-process
Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
57Fe 58Fe 59Fe
59Co 60Co
60Ni 61Ni 62Ni 63Ni
63Cu
209Bi
208Pb207Pb
208Bi
206Tl
209Pb
210Bi
212Po211Po210Po209Po
212Po 212Po
211Bi207Bi
206Pb
207Tl
210Pb
208Tl
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuBismut beim s-process
Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
209Bi
208Pb207Pb
208Bi
206Tl
209Pb
210Bi
212Po211Po210Po209Po
212Po 212Po
211Bi207Bi
206Pb
207Tl
210Pb
208Tl
Der s-process kann keine Elemente erzeugen die schwerer als Bismut sind
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuBismut beim s-process
Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
209Bi
208Pb207Pb
208Bi
206Tl
209Pb
210Bi
212Po211Po210Po209Po
212Po 212Po
211Bi207Bi
206Pb
207Tl
210Pb
208Tl
Der s-process kann keine Elemente erzeugen die schwerer als Bismut sind
Elementsynthese bis zuTransuranen beim r-process
MStern M
weisser Zwerg
Temperatur reicht nicht zur Zuumlndung weiterer Fusionen
MStern 14 M
Supernova
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuTransuranen beim r-process
MStern M
weisser Zwerg
Temperatur reicht nicht zur Zuumlndung weiterer Fusionen
MStern 14 M
Supernova
MStern 32 M
Neutronenstern
schwarzes Loch
MStern 32 M
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuTransuranen beim r-process
MStern M
weisser Zwerg
Temperatur reicht nicht zur Zuumlndung weiterer Fusionen
MStern 14 M
Supernova
MStern 32 M
Neutronenstern
schwarzes Loch
MStern 32 M
Bei einer Supernova-Explosion werden extrem grosse Neutronenfluumlsse erreichtDabei ist der Neutroneneinfang schneller als - und -Zerfallsprozesse und es wird die bdquoUran-Inselldquo erreicht
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
KernsyntheseElementsynthese bis zu
Transuranen beim r-process
Supernova
Bei einer Supernova-Explosion werden extrem grosse Neutronenfluumlsse erreichtDabei ist der Neutroneneinfang schneller als - und -Zerfallsprozesse und es wird die bdquoUran-Inselldquo erreicht
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
VZusammenfassung
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
Die beobachteten Elementhaumlufigkeiten stimmen hervorragend mit den Berechnungen uumlberein
Diese Uumlbereinstimmung ist eine wichtige Stuumltze des Standardmodells der Kosmologie
ZusammenfassungI Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
Die Nuklidkarte
N
Z
0 1 2 3 4 5 6 7
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
KernsyntheseDie 12 fundamentalen
Reaktionen
N
Z
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
Die Nuklidkarte
n rarr p
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
7Be + n rarr 7Li + p
t + d rarr 4He + n
3He + n rarr t + p
d + d rarr t + p
3He + d rarr 4He + p
n rarr pn rarr p
p + n rarr d
d + p rarr 3He
d + d rarr 3He + n
d + d rarr t + p
t + d rarr 4He + n
t + rarr 7Li
3He + n rarr t + p
3He + rarr 7Be
7Be + n rarr 7Li + p
p + n rarr d
d + p rarr 3He
d + d rarr 3He + n
t + rarr 7Li
3He + rarr 7Be
7Li + p rarr 4He +
Die 12 fundamentalen Reaktionen
N
Z
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
3He + d rarr 4He + p
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
N
Z
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
n rarr p
p + n rarr d
d + p rarr 3He
d + d rarr 3He + n
d + d rarr t + p
t + d rarr 4He + n
t + rarr 7Li
3He + n rarr t + p
3He + rarr 7Be
7Be + n rarr 7Li + p
Die 12 fundamentalen Reaktionen
3He + d rarr 4He + p
7Li + p rarr 4He +
N
Z
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
n rarr p
p + n rarr d
d + p rarr 3He
d + d rarr 3He + n
d + d rarr t + p
t + d rarr 4He + n
t + rarr 7Li
3He + n rarr t + p
3He + rarr 7Be
7Be + n rarr 7Li + p
Die 12 fundamentalen Reaktionen
3He + d rarr 4He + p
7Li + p rarr 4He +
N
Z
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
A=5
A=8
N
Z
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
n rarr p
p + n rarr d
d + p rarr 3He
d + d rarr 3He + n
d + d rarr t + p
t + d rarr 4He + n
t + rarr 7Li
3He + n rarr t + p
3He + rarr 7Be
7Be + n rarr 7Li + p
Die 12 fundamentalen Reaktionen
3He + d rarr 4He + p
7Li + p rarr 4He +
N
Z
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
12 p 12 n
Primordiale 4He-HaumlufigkeitDas Neutron-zu-Proton-Verhaumlltnis betraumlgt nachder primordialen Kernsynthese 1288
88 Protonen 12 Neutronen
Praktisch alle Neutronen befinden sich nach derprimordialen Kernsynthese in 4He-Kernen
76 Protonen 24 4He
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese Der zeitliche AblaufI Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
IVStellare Kernsynthese
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
MStern lt 008 M
brauner ZwergTemperatur reicht nicht zur Zuumlndung
der Wasserstofffusion
MStern gt 008 M
Wasserstofffusion setzt ein
2
33
3
ee
ppHeHe
Hedp
edpp e
22 4 eep
)021(
)8612(
)495(
)420(
MeV
MeV
MeV
MeV
)7226( MeV
Heliumkern
Wasserstoffverbrennung
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
MStern lt 008 M
brauner ZwergTemperatur reicht nicht zur Zuumlndung
der Wasserstofffusion
MStern gt 008 M
Wasserstofffusion setzt ein
2
33
3
ee
ppHeHe
Hedp
edpp e
22 4 eep
)021(
)8612(
)495(
)420(
MeV
MeV
MeV
MeV
)7226( MeV
Heliumkern
Wasserstoffverbrennung
MStern ltlt M MStern M
weisser Zwerg
Temperatur reicht nicht zur Zuumlndungder Heliumfusion roter Riese
Heliumfusiondurch
bdquo3-Prozessldquo
2 3 124 CHe
)3677( MeV
Heliumverbrennung
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
MStern ltlt M MStern M
weisser Zwerg
Temperatur reicht nicht zur Zuumlndungder Heliumfusion roter Riese
Heliumfusiondurch
bdquo3-Prozessldquo
2 3 124 CHe
)3677( MeV
Heliumverbrennung
N
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
Z
A=5
A=8
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
Z
N
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
roter Riese
Heliumfusiondurch
bdquo3-Prozessldquo
2 3 124 CHe
)3677( MeV
Heliumverbrennung
A=5
A=8
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
Z
N
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
roter Riese
Heliumfusiondurch
bdquo3-Prozessldquo
2 3 124 CHe
)3677( MeV
Heliumverbrennung
A=5
A=8
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Verbrennung biszum Eisen
Je nach Masse des Sterns werden nach derHeliumverbrennung Kohlenstoff und ggfs noch schwerere Elemente weiterverbrannt
O C 1612
Ne O 2016
Fe Si Si 562828
Ab Eisen ist keine Energiegewinnung durch Fusion mehr
moumlglich
zB
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Verbrennung biszum Eisen
Je nach Masse des Sterns werden nach derHeliumverbrennung Kohlenstoff und ggfs noch schwerere Elemente weiterverbrannt
O C 1612
Ne O 2016
Fe Si Si 562828
Ab Eisen ist keine Energiegewinnung durch Fusion mehr
moumlglich
zB
Elementsynthese bis zuBismut beim s-process
Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuBismut beim s-process
Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
57Fe 58Fe 59Fe
59Co 60Co
60Ni 61Ni 62Ni 63Ni
63Cu
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuBismut beim s-process
Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
57Fe 58Fe 59Fe
59Co 60Co
60Ni 61Ni 62Ni 63Ni
63Cu
209Bi
208Pb207Pb
208Bi
206Tl
209Pb
210Bi
212Po211Po210Po209Po
212Po 212Po
211Bi207Bi
206Pb
207Tl
210Pb
208Tl
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuBismut beim s-process
Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
209Bi
208Pb207Pb
208Bi
206Tl
209Pb
210Bi
212Po211Po210Po209Po
212Po 212Po
211Bi207Bi
206Pb
207Tl
210Pb
208Tl
Der s-process kann keine Elemente erzeugen die schwerer als Bismut sind
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuBismut beim s-process
Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
209Bi
208Pb207Pb
208Bi
206Tl
209Pb
210Bi
212Po211Po210Po209Po
212Po 212Po
211Bi207Bi
206Pb
207Tl
210Pb
208Tl
Der s-process kann keine Elemente erzeugen die schwerer als Bismut sind
Elementsynthese bis zuTransuranen beim r-process
MStern M
weisser Zwerg
Temperatur reicht nicht zur Zuumlndung weiterer Fusionen
MStern 14 M
Supernova
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuTransuranen beim r-process
MStern M
weisser Zwerg
Temperatur reicht nicht zur Zuumlndung weiterer Fusionen
MStern 14 M
Supernova
MStern 32 M
Neutronenstern
schwarzes Loch
MStern 32 M
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuTransuranen beim r-process
MStern M
weisser Zwerg
Temperatur reicht nicht zur Zuumlndung weiterer Fusionen
MStern 14 M
Supernova
MStern 32 M
Neutronenstern
schwarzes Loch
MStern 32 M
Bei einer Supernova-Explosion werden extrem grosse Neutronenfluumlsse erreichtDabei ist der Neutroneneinfang schneller als - und -Zerfallsprozesse und es wird die bdquoUran-Inselldquo erreicht
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
KernsyntheseElementsynthese bis zu
Transuranen beim r-process
Supernova
Bei einer Supernova-Explosion werden extrem grosse Neutronenfluumlsse erreichtDabei ist der Neutroneneinfang schneller als - und -Zerfallsprozesse und es wird die bdquoUran-Inselldquo erreicht
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
VZusammenfassung
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
Die beobachteten Elementhaumlufigkeiten stimmen hervorragend mit den Berechnungen uumlberein
Diese Uumlbereinstimmung ist eine wichtige Stuumltze des Standardmodells der Kosmologie
ZusammenfassungI Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
KernsyntheseDie 12 fundamentalen
Reaktionen
N
Z
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
Die Nuklidkarte
n rarr p
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
7Be + n rarr 7Li + p
t + d rarr 4He + n
3He + n rarr t + p
d + d rarr t + p
3He + d rarr 4He + p
n rarr pn rarr p
p + n rarr d
d + p rarr 3He
d + d rarr 3He + n
d + d rarr t + p
t + d rarr 4He + n
t + rarr 7Li
3He + n rarr t + p
3He + rarr 7Be
7Be + n rarr 7Li + p
p + n rarr d
d + p rarr 3He
d + d rarr 3He + n
t + rarr 7Li
3He + rarr 7Be
7Li + p rarr 4He +
Die 12 fundamentalen Reaktionen
N
Z
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
3He + d rarr 4He + p
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
N
Z
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
n rarr p
p + n rarr d
d + p rarr 3He
d + d rarr 3He + n
d + d rarr t + p
t + d rarr 4He + n
t + rarr 7Li
3He + n rarr t + p
3He + rarr 7Be
7Be + n rarr 7Li + p
Die 12 fundamentalen Reaktionen
3He + d rarr 4He + p
7Li + p rarr 4He +
N
Z
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
n rarr p
p + n rarr d
d + p rarr 3He
d + d rarr 3He + n
d + d rarr t + p
t + d rarr 4He + n
t + rarr 7Li
3He + n rarr t + p
3He + rarr 7Be
7Be + n rarr 7Li + p
Die 12 fundamentalen Reaktionen
3He + d rarr 4He + p
7Li + p rarr 4He +
N
Z
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
A=5
A=8
N
Z
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
n rarr p
p + n rarr d
d + p rarr 3He
d + d rarr 3He + n
d + d rarr t + p
t + d rarr 4He + n
t + rarr 7Li
3He + n rarr t + p
3He + rarr 7Be
7Be + n rarr 7Li + p
Die 12 fundamentalen Reaktionen
3He + d rarr 4He + p
7Li + p rarr 4He +
N
Z
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
12 p 12 n
Primordiale 4He-HaumlufigkeitDas Neutron-zu-Proton-Verhaumlltnis betraumlgt nachder primordialen Kernsynthese 1288
88 Protonen 12 Neutronen
Praktisch alle Neutronen befinden sich nach derprimordialen Kernsynthese in 4He-Kernen
76 Protonen 24 4He
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese Der zeitliche AblaufI Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
IVStellare Kernsynthese
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
MStern lt 008 M
brauner ZwergTemperatur reicht nicht zur Zuumlndung
der Wasserstofffusion
MStern gt 008 M
Wasserstofffusion setzt ein
2
33
3
ee
ppHeHe
Hedp
edpp e
22 4 eep
)021(
)8612(
)495(
)420(
MeV
MeV
MeV
MeV
)7226( MeV
Heliumkern
Wasserstoffverbrennung
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
MStern lt 008 M
brauner ZwergTemperatur reicht nicht zur Zuumlndung
der Wasserstofffusion
MStern gt 008 M
Wasserstofffusion setzt ein
2
33
3
ee
ppHeHe
Hedp
edpp e
22 4 eep
)021(
)8612(
)495(
)420(
MeV
MeV
MeV
MeV
)7226( MeV
Heliumkern
Wasserstoffverbrennung
MStern ltlt M MStern M
weisser Zwerg
Temperatur reicht nicht zur Zuumlndungder Heliumfusion roter Riese
Heliumfusiondurch
bdquo3-Prozessldquo
2 3 124 CHe
)3677( MeV
Heliumverbrennung
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
MStern ltlt M MStern M
weisser Zwerg
Temperatur reicht nicht zur Zuumlndungder Heliumfusion roter Riese
Heliumfusiondurch
bdquo3-Prozessldquo
2 3 124 CHe
)3677( MeV
Heliumverbrennung
N
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
Z
A=5
A=8
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
Z
N
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
roter Riese
Heliumfusiondurch
bdquo3-Prozessldquo
2 3 124 CHe
)3677( MeV
Heliumverbrennung
A=5
A=8
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
Z
N
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
roter Riese
Heliumfusiondurch
bdquo3-Prozessldquo
2 3 124 CHe
)3677( MeV
Heliumverbrennung
A=5
A=8
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Verbrennung biszum Eisen
Je nach Masse des Sterns werden nach derHeliumverbrennung Kohlenstoff und ggfs noch schwerere Elemente weiterverbrannt
O C 1612
Ne O 2016
Fe Si Si 562828
Ab Eisen ist keine Energiegewinnung durch Fusion mehr
moumlglich
zB
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Verbrennung biszum Eisen
Je nach Masse des Sterns werden nach derHeliumverbrennung Kohlenstoff und ggfs noch schwerere Elemente weiterverbrannt
O C 1612
Ne O 2016
Fe Si Si 562828
Ab Eisen ist keine Energiegewinnung durch Fusion mehr
moumlglich
zB
Elementsynthese bis zuBismut beim s-process
Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuBismut beim s-process
Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
57Fe 58Fe 59Fe
59Co 60Co
60Ni 61Ni 62Ni 63Ni
63Cu
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuBismut beim s-process
Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
57Fe 58Fe 59Fe
59Co 60Co
60Ni 61Ni 62Ni 63Ni
63Cu
209Bi
208Pb207Pb
208Bi
206Tl
209Pb
210Bi
212Po211Po210Po209Po
212Po 212Po
211Bi207Bi
206Pb
207Tl
210Pb
208Tl
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuBismut beim s-process
Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
209Bi
208Pb207Pb
208Bi
206Tl
209Pb
210Bi
212Po211Po210Po209Po
212Po 212Po
211Bi207Bi
206Pb
207Tl
210Pb
208Tl
Der s-process kann keine Elemente erzeugen die schwerer als Bismut sind
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuBismut beim s-process
Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
209Bi
208Pb207Pb
208Bi
206Tl
209Pb
210Bi
212Po211Po210Po209Po
212Po 212Po
211Bi207Bi
206Pb
207Tl
210Pb
208Tl
Der s-process kann keine Elemente erzeugen die schwerer als Bismut sind
Elementsynthese bis zuTransuranen beim r-process
MStern M
weisser Zwerg
Temperatur reicht nicht zur Zuumlndung weiterer Fusionen
MStern 14 M
Supernova
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuTransuranen beim r-process
MStern M
weisser Zwerg
Temperatur reicht nicht zur Zuumlndung weiterer Fusionen
MStern 14 M
Supernova
MStern 32 M
Neutronenstern
schwarzes Loch
MStern 32 M
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuTransuranen beim r-process
MStern M
weisser Zwerg
Temperatur reicht nicht zur Zuumlndung weiterer Fusionen
MStern 14 M
Supernova
MStern 32 M
Neutronenstern
schwarzes Loch
MStern 32 M
Bei einer Supernova-Explosion werden extrem grosse Neutronenfluumlsse erreichtDabei ist der Neutroneneinfang schneller als - und -Zerfallsprozesse und es wird die bdquoUran-Inselldquo erreicht
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
KernsyntheseElementsynthese bis zu
Transuranen beim r-process
Supernova
Bei einer Supernova-Explosion werden extrem grosse Neutronenfluumlsse erreichtDabei ist der Neutroneneinfang schneller als - und -Zerfallsprozesse und es wird die bdquoUran-Inselldquo erreicht
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
VZusammenfassung
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
Die beobachteten Elementhaumlufigkeiten stimmen hervorragend mit den Berechnungen uumlberein
Diese Uumlbereinstimmung ist eine wichtige Stuumltze des Standardmodells der Kosmologie
ZusammenfassungI Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
7Be + n rarr 7Li + p
t + d rarr 4He + n
3He + n rarr t + p
d + d rarr t + p
3He + d rarr 4He + p
n rarr pn rarr p
p + n rarr d
d + p rarr 3He
d + d rarr 3He + n
d + d rarr t + p
t + d rarr 4He + n
t + rarr 7Li
3He + n rarr t + p
3He + rarr 7Be
7Be + n rarr 7Li + p
p + n rarr d
d + p rarr 3He
d + d rarr 3He + n
t + rarr 7Li
3He + rarr 7Be
7Li + p rarr 4He +
Die 12 fundamentalen Reaktionen
N
Z
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
3He + d rarr 4He + p
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
N
Z
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
n rarr p
p + n rarr d
d + p rarr 3He
d + d rarr 3He + n
d + d rarr t + p
t + d rarr 4He + n
t + rarr 7Li
3He + n rarr t + p
3He + rarr 7Be
7Be + n rarr 7Li + p
Die 12 fundamentalen Reaktionen
3He + d rarr 4He + p
7Li + p rarr 4He +
N
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n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
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10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
n rarr p
p + n rarr d
d + p rarr 3He
d + d rarr 3He + n
d + d rarr t + p
t + d rarr 4He + n
t + rarr 7Li
3He + n rarr t + p
3He + rarr 7Be
7Be + n rarr 7Li + p
Die 12 fundamentalen Reaktionen
3He + d rarr 4He + p
7Li + p rarr 4He +
N
Z
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
A=5
A=8
N
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n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
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10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
n rarr p
p + n rarr d
d + p rarr 3He
d + d rarr 3He + n
d + d rarr t + p
t + d rarr 4He + n
t + rarr 7Li
3He + n rarr t + p
3He + rarr 7Be
7Be + n rarr 7Li + p
Die 12 fundamentalen Reaktionen
3He + d rarr 4He + p
7Li + p rarr 4He +
N
Z
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
12 p 12 n
Primordiale 4He-HaumlufigkeitDas Neutron-zu-Proton-Verhaumlltnis betraumlgt nachder primordialen Kernsynthese 1288
88 Protonen 12 Neutronen
Praktisch alle Neutronen befinden sich nach derprimordialen Kernsynthese in 4He-Kernen
76 Protonen 24 4He
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese Der zeitliche AblaufI Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
IVStellare Kernsynthese
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
MStern lt 008 M
brauner ZwergTemperatur reicht nicht zur Zuumlndung
der Wasserstofffusion
MStern gt 008 M
Wasserstofffusion setzt ein
2
33
3
ee
ppHeHe
Hedp
edpp e
22 4 eep
)021(
)8612(
)495(
)420(
MeV
MeV
MeV
MeV
)7226( MeV
Heliumkern
Wasserstoffverbrennung
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
MStern lt 008 M
brauner ZwergTemperatur reicht nicht zur Zuumlndung
der Wasserstofffusion
MStern gt 008 M
Wasserstofffusion setzt ein
2
33
3
ee
ppHeHe
Hedp
edpp e
22 4 eep
)021(
)8612(
)495(
)420(
MeV
MeV
MeV
MeV
)7226( MeV
Heliumkern
Wasserstoffverbrennung
MStern ltlt M MStern M
weisser Zwerg
Temperatur reicht nicht zur Zuumlndungder Heliumfusion roter Riese
Heliumfusiondurch
bdquo3-Prozessldquo
2 3 124 CHe
)3677( MeV
Heliumverbrennung
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
MStern ltlt M MStern M
weisser Zwerg
Temperatur reicht nicht zur Zuumlndungder Heliumfusion roter Riese
Heliumfusiondurch
bdquo3-Prozessldquo
2 3 124 CHe
)3677( MeV
Heliumverbrennung
N
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
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9Be10Be16106 a
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Z
A=5
A=8
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
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Kernsynthese
Z
N
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
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0 1 2 3 4 5 6 7
roter Riese
Heliumfusiondurch
bdquo3-Prozessldquo
2 3 124 CHe
)3677( MeV
Heliumverbrennung
A=5
A=8
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
Z
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n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
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10B 11B 12B203 ms
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11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
roter Riese
Heliumfusiondurch
bdquo3-Prozessldquo
2 3 124 CHe
)3677( MeV
Heliumverbrennung
A=5
A=8
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Verbrennung biszum Eisen
Je nach Masse des Sterns werden nach derHeliumverbrennung Kohlenstoff und ggfs noch schwerere Elemente weiterverbrannt
O C 1612
Ne O 2016
Fe Si Si 562828
Ab Eisen ist keine Energiegewinnung durch Fusion mehr
moumlglich
zB
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Verbrennung biszum Eisen
Je nach Masse des Sterns werden nach derHeliumverbrennung Kohlenstoff und ggfs noch schwerere Elemente weiterverbrannt
O C 1612
Ne O 2016
Fe Si Si 562828
Ab Eisen ist keine Energiegewinnung durch Fusion mehr
moumlglich
zB
Elementsynthese bis zuBismut beim s-process
Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuBismut beim s-process
Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
57Fe 58Fe 59Fe
59Co 60Co
60Ni 61Ni 62Ni 63Ni
63Cu
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuBismut beim s-process
Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
57Fe 58Fe 59Fe
59Co 60Co
60Ni 61Ni 62Ni 63Ni
63Cu
209Bi
208Pb207Pb
208Bi
206Tl
209Pb
210Bi
212Po211Po210Po209Po
212Po 212Po
211Bi207Bi
206Pb
207Tl
210Pb
208Tl
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuBismut beim s-process
Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
209Bi
208Pb207Pb
208Bi
206Tl
209Pb
210Bi
212Po211Po210Po209Po
212Po 212Po
211Bi207Bi
206Pb
207Tl
210Pb
208Tl
Der s-process kann keine Elemente erzeugen die schwerer als Bismut sind
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuBismut beim s-process
Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
209Bi
208Pb207Pb
208Bi
206Tl
209Pb
210Bi
212Po211Po210Po209Po
212Po 212Po
211Bi207Bi
206Pb
207Tl
210Pb
208Tl
Der s-process kann keine Elemente erzeugen die schwerer als Bismut sind
Elementsynthese bis zuTransuranen beim r-process
MStern M
weisser Zwerg
Temperatur reicht nicht zur Zuumlndung weiterer Fusionen
MStern 14 M
Supernova
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuTransuranen beim r-process
MStern M
weisser Zwerg
Temperatur reicht nicht zur Zuumlndung weiterer Fusionen
MStern 14 M
Supernova
MStern 32 M
Neutronenstern
schwarzes Loch
MStern 32 M
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuTransuranen beim r-process
MStern M
weisser Zwerg
Temperatur reicht nicht zur Zuumlndung weiterer Fusionen
MStern 14 M
Supernova
MStern 32 M
Neutronenstern
schwarzes Loch
MStern 32 M
Bei einer Supernova-Explosion werden extrem grosse Neutronenfluumlsse erreichtDabei ist der Neutroneneinfang schneller als - und -Zerfallsprozesse und es wird die bdquoUran-Inselldquo erreicht
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
KernsyntheseElementsynthese bis zu
Transuranen beim r-process
Supernova
Bei einer Supernova-Explosion werden extrem grosse Neutronenfluumlsse erreichtDabei ist der Neutroneneinfang schneller als - und -Zerfallsprozesse und es wird die bdquoUran-Inselldquo erreicht
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
VZusammenfassung
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
Die beobachteten Elementhaumlufigkeiten stimmen hervorragend mit den Berechnungen uumlberein
Diese Uumlbereinstimmung ist eine wichtige Stuumltze des Standardmodells der Kosmologie
ZusammenfassungI Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
N
Z
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
n rarr p
p + n rarr d
d + p rarr 3He
d + d rarr 3He + n
d + d rarr t + p
t + d rarr 4He + n
t + rarr 7Li
3He + n rarr t + p
3He + rarr 7Be
7Be + n rarr 7Li + p
Die 12 fundamentalen Reaktionen
3He + d rarr 4He + p
7Li + p rarr 4He +
N
Z
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
n rarr p
p + n rarr d
d + p rarr 3He
d + d rarr 3He + n
d + d rarr t + p
t + d rarr 4He + n
t + rarr 7Li
3He + n rarr t + p
3He + rarr 7Be
7Be + n rarr 7Li + p
Die 12 fundamentalen Reaktionen
3He + d rarr 4He + p
7Li + p rarr 4He +
N
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n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
A=5
A=8
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n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
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10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
n rarr p
p + n rarr d
d + p rarr 3He
d + d rarr 3He + n
d + d rarr t + p
t + d rarr 4He + n
t + rarr 7Li
3He + n rarr t + p
3He + rarr 7Be
7Be + n rarr 7Li + p
Die 12 fundamentalen Reaktionen
3He + d rarr 4He + p
7Li + p rarr 4He +
N
Z
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
12 p 12 n
Primordiale 4He-HaumlufigkeitDas Neutron-zu-Proton-Verhaumlltnis betraumlgt nachder primordialen Kernsynthese 1288
88 Protonen 12 Neutronen
Praktisch alle Neutronen befinden sich nach derprimordialen Kernsynthese in 4He-Kernen
76 Protonen 24 4He
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese Der zeitliche AblaufI Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
IVStellare Kernsynthese
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
MStern lt 008 M
brauner ZwergTemperatur reicht nicht zur Zuumlndung
der Wasserstofffusion
MStern gt 008 M
Wasserstofffusion setzt ein
2
33
3
ee
ppHeHe
Hedp
edpp e
22 4 eep
)021(
)8612(
)495(
)420(
MeV
MeV
MeV
MeV
)7226( MeV
Heliumkern
Wasserstoffverbrennung
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
MStern lt 008 M
brauner ZwergTemperatur reicht nicht zur Zuumlndung
der Wasserstofffusion
MStern gt 008 M
Wasserstofffusion setzt ein
2
33
3
ee
ppHeHe
Hedp
edpp e
22 4 eep
)021(
)8612(
)495(
)420(
MeV
MeV
MeV
MeV
)7226( MeV
Heliumkern
Wasserstoffverbrennung
MStern ltlt M MStern M
weisser Zwerg
Temperatur reicht nicht zur Zuumlndungder Heliumfusion roter Riese
Heliumfusiondurch
bdquo3-Prozessldquo
2 3 124 CHe
)3677( MeV
Heliumverbrennung
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
MStern ltlt M MStern M
weisser Zwerg
Temperatur reicht nicht zur Zuumlndungder Heliumfusion roter Riese
Heliumfusiondurch
bdquo3-Prozessldquo
2 3 124 CHe
)3677( MeV
Heliumverbrennung
N
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
Z
A=5
A=8
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
Z
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1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
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7Be533 d
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11Be 138 s
8B770 ms
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10C193 s
11C 203 min
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roter Riese
Heliumfusiondurch
bdquo3-Prozessldquo
2 3 124 CHe
)3677( MeV
Heliumverbrennung
A=5
A=8
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
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Kernsynthese
Z
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n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
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10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
roter Riese
Heliumfusiondurch
bdquo3-Prozessldquo
2 3 124 CHe
)3677( MeV
Heliumverbrennung
A=5
A=8
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Verbrennung biszum Eisen
Je nach Masse des Sterns werden nach derHeliumverbrennung Kohlenstoff und ggfs noch schwerere Elemente weiterverbrannt
O C 1612
Ne O 2016
Fe Si Si 562828
Ab Eisen ist keine Energiegewinnung durch Fusion mehr
moumlglich
zB
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
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Kernsynthese
roter Riese
Verbrennung biszum Eisen
Je nach Masse des Sterns werden nach derHeliumverbrennung Kohlenstoff und ggfs noch schwerere Elemente weiterverbrannt
O C 1612
Ne O 2016
Fe Si Si 562828
Ab Eisen ist keine Energiegewinnung durch Fusion mehr
moumlglich
zB
Elementsynthese bis zuBismut beim s-process
Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
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Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuBismut beim s-process
Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
57Fe 58Fe 59Fe
59Co 60Co
60Ni 61Ni 62Ni 63Ni
63Cu
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
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Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuBismut beim s-process
Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
57Fe 58Fe 59Fe
59Co 60Co
60Ni 61Ni 62Ni 63Ni
63Cu
209Bi
208Pb207Pb
208Bi
206Tl
209Pb
210Bi
212Po211Po210Po209Po
212Po 212Po
211Bi207Bi
206Pb
207Tl
210Pb
208Tl
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
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Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuBismut beim s-process
Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
209Bi
208Pb207Pb
208Bi
206Tl
209Pb
210Bi
212Po211Po210Po209Po
212Po 212Po
211Bi207Bi
206Pb
207Tl
210Pb
208Tl
Der s-process kann keine Elemente erzeugen die schwerer als Bismut sind
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuBismut beim s-process
Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
209Bi
208Pb207Pb
208Bi
206Tl
209Pb
210Bi
212Po211Po210Po209Po
212Po 212Po
211Bi207Bi
206Pb
207Tl
210Pb
208Tl
Der s-process kann keine Elemente erzeugen die schwerer als Bismut sind
Elementsynthese bis zuTransuranen beim r-process
MStern M
weisser Zwerg
Temperatur reicht nicht zur Zuumlndung weiterer Fusionen
MStern 14 M
Supernova
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
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Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuTransuranen beim r-process
MStern M
weisser Zwerg
Temperatur reicht nicht zur Zuumlndung weiterer Fusionen
MStern 14 M
Supernova
MStern 32 M
Neutronenstern
schwarzes Loch
MStern 32 M
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuTransuranen beim r-process
MStern M
weisser Zwerg
Temperatur reicht nicht zur Zuumlndung weiterer Fusionen
MStern 14 M
Supernova
MStern 32 M
Neutronenstern
schwarzes Loch
MStern 32 M
Bei einer Supernova-Explosion werden extrem grosse Neutronenfluumlsse erreichtDabei ist der Neutroneneinfang schneller als - und -Zerfallsprozesse und es wird die bdquoUran-Inselldquo erreicht
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
KernsyntheseElementsynthese bis zu
Transuranen beim r-process
Supernova
Bei einer Supernova-Explosion werden extrem grosse Neutronenfluumlsse erreichtDabei ist der Neutroneneinfang schneller als - und -Zerfallsprozesse und es wird die bdquoUran-Inselldquo erreicht
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
VZusammenfassung
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
Die beobachteten Elementhaumlufigkeiten stimmen hervorragend mit den Berechnungen uumlberein
Diese Uumlbereinstimmung ist eine wichtige Stuumltze des Standardmodells der Kosmologie
ZusammenfassungI Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
n rarr p
p + n rarr d
d + p rarr 3He
d + d rarr 3He + n
d + d rarr t + p
t + d rarr 4He + n
t + rarr 7Li
3He + n rarr t + p
3He + rarr 7Be
7Be + n rarr 7Li + p
Die 12 fundamentalen Reaktionen
3He + d rarr 4He + p
7Li + p rarr 4He +
N
Z
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
A=5
A=8
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n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
n rarr p
p + n rarr d
d + p rarr 3He
d + d rarr 3He + n
d + d rarr t + p
t + d rarr 4He + n
t + rarr 7Li
3He + n rarr t + p
3He + rarr 7Be
7Be + n rarr 7Li + p
Die 12 fundamentalen Reaktionen
3He + d rarr 4He + p
7Li + p rarr 4He +
N
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n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
12 p 12 n
Primordiale 4He-HaumlufigkeitDas Neutron-zu-Proton-Verhaumlltnis betraumlgt nachder primordialen Kernsynthese 1288
88 Protonen 12 Neutronen
Praktisch alle Neutronen befinden sich nach derprimordialen Kernsynthese in 4He-Kernen
76 Protonen 24 4He
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese Der zeitliche AblaufI Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
IVStellare Kernsynthese
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
MStern lt 008 M
brauner ZwergTemperatur reicht nicht zur Zuumlndung
der Wasserstofffusion
MStern gt 008 M
Wasserstofffusion setzt ein
2
33
3
ee
ppHeHe
Hedp
edpp e
22 4 eep
)021(
)8612(
)495(
)420(
MeV
MeV
MeV
MeV
)7226( MeV
Heliumkern
Wasserstoffverbrennung
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
MStern lt 008 M
brauner ZwergTemperatur reicht nicht zur Zuumlndung
der Wasserstofffusion
MStern gt 008 M
Wasserstofffusion setzt ein
2
33
3
ee
ppHeHe
Hedp
edpp e
22 4 eep
)021(
)8612(
)495(
)420(
MeV
MeV
MeV
MeV
)7226( MeV
Heliumkern
Wasserstoffverbrennung
MStern ltlt M MStern M
weisser Zwerg
Temperatur reicht nicht zur Zuumlndungder Heliumfusion roter Riese
Heliumfusiondurch
bdquo3-Prozessldquo
2 3 124 CHe
)3677( MeV
Heliumverbrennung
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
MStern ltlt M MStern M
weisser Zwerg
Temperatur reicht nicht zur Zuumlndungder Heliumfusion roter Riese
Heliumfusiondurch
bdquo3-Prozessldquo
2 3 124 CHe
)3677( MeV
Heliumverbrennung
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n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
Z
A=5
A=8
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
Z
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n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
roter Riese
Heliumfusiondurch
bdquo3-Prozessldquo
2 3 124 CHe
)3677( MeV
Heliumverbrennung
A=5
A=8
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
Z
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n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
roter Riese
Heliumfusiondurch
bdquo3-Prozessldquo
2 3 124 CHe
)3677( MeV
Heliumverbrennung
A=5
A=8
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Verbrennung biszum Eisen
Je nach Masse des Sterns werden nach derHeliumverbrennung Kohlenstoff und ggfs noch schwerere Elemente weiterverbrannt
O C 1612
Ne O 2016
Fe Si Si 562828
Ab Eisen ist keine Energiegewinnung durch Fusion mehr
moumlglich
zB
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Verbrennung biszum Eisen
Je nach Masse des Sterns werden nach derHeliumverbrennung Kohlenstoff und ggfs noch schwerere Elemente weiterverbrannt
O C 1612
Ne O 2016
Fe Si Si 562828
Ab Eisen ist keine Energiegewinnung durch Fusion mehr
moumlglich
zB
Elementsynthese bis zuBismut beim s-process
Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuBismut beim s-process
Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
57Fe 58Fe 59Fe
59Co 60Co
60Ni 61Ni 62Ni 63Ni
63Cu
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuBismut beim s-process
Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
57Fe 58Fe 59Fe
59Co 60Co
60Ni 61Ni 62Ni 63Ni
63Cu
209Bi
208Pb207Pb
208Bi
206Tl
209Pb
210Bi
212Po211Po210Po209Po
212Po 212Po
211Bi207Bi
206Pb
207Tl
210Pb
208Tl
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuBismut beim s-process
Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
209Bi
208Pb207Pb
208Bi
206Tl
209Pb
210Bi
212Po211Po210Po209Po
212Po 212Po
211Bi207Bi
206Pb
207Tl
210Pb
208Tl
Der s-process kann keine Elemente erzeugen die schwerer als Bismut sind
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuBismut beim s-process
Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
209Bi
208Pb207Pb
208Bi
206Tl
209Pb
210Bi
212Po211Po210Po209Po
212Po 212Po
211Bi207Bi
206Pb
207Tl
210Pb
208Tl
Der s-process kann keine Elemente erzeugen die schwerer als Bismut sind
Elementsynthese bis zuTransuranen beim r-process
MStern M
weisser Zwerg
Temperatur reicht nicht zur Zuumlndung weiterer Fusionen
MStern 14 M
Supernova
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuTransuranen beim r-process
MStern M
weisser Zwerg
Temperatur reicht nicht zur Zuumlndung weiterer Fusionen
MStern 14 M
Supernova
MStern 32 M
Neutronenstern
schwarzes Loch
MStern 32 M
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuTransuranen beim r-process
MStern M
weisser Zwerg
Temperatur reicht nicht zur Zuumlndung weiterer Fusionen
MStern 14 M
Supernova
MStern 32 M
Neutronenstern
schwarzes Loch
MStern 32 M
Bei einer Supernova-Explosion werden extrem grosse Neutronenfluumlsse erreichtDabei ist der Neutroneneinfang schneller als - und -Zerfallsprozesse und es wird die bdquoUran-Inselldquo erreicht
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
KernsyntheseElementsynthese bis zu
Transuranen beim r-process
Supernova
Bei einer Supernova-Explosion werden extrem grosse Neutronenfluumlsse erreichtDabei ist der Neutroneneinfang schneller als - und -Zerfallsprozesse und es wird die bdquoUran-Inselldquo erreicht
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
VZusammenfassung
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
Die beobachteten Elementhaumlufigkeiten stimmen hervorragend mit den Berechnungen uumlberein
Diese Uumlbereinstimmung ist eine wichtige Stuumltze des Standardmodells der Kosmologie
ZusammenfassungI Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
n rarr p
p + n rarr d
d + p rarr 3He
d + d rarr 3He + n
d + d rarr t + p
t + d rarr 4He + n
t + rarr 7Li
3He + n rarr t + p
3He + rarr 7Be
7Be + n rarr 7Li + p
Die 12 fundamentalen Reaktionen
3He + d rarr 4He + p
7Li + p rarr 4He +
N
Z
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
12 p 12 n
Primordiale 4He-HaumlufigkeitDas Neutron-zu-Proton-Verhaumlltnis betraumlgt nachder primordialen Kernsynthese 1288
88 Protonen 12 Neutronen
Praktisch alle Neutronen befinden sich nach derprimordialen Kernsynthese in 4He-Kernen
76 Protonen 24 4He
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese Der zeitliche AblaufI Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
IVStellare Kernsynthese
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
MStern lt 008 M
brauner ZwergTemperatur reicht nicht zur Zuumlndung
der Wasserstofffusion
MStern gt 008 M
Wasserstofffusion setzt ein
2
33
3
ee
ppHeHe
Hedp
edpp e
22 4 eep
)021(
)8612(
)495(
)420(
MeV
MeV
MeV
MeV
)7226( MeV
Heliumkern
Wasserstoffverbrennung
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
MStern lt 008 M
brauner ZwergTemperatur reicht nicht zur Zuumlndung
der Wasserstofffusion
MStern gt 008 M
Wasserstofffusion setzt ein
2
33
3
ee
ppHeHe
Hedp
edpp e
22 4 eep
)021(
)8612(
)495(
)420(
MeV
MeV
MeV
MeV
)7226( MeV
Heliumkern
Wasserstoffverbrennung
MStern ltlt M MStern M
weisser Zwerg
Temperatur reicht nicht zur Zuumlndungder Heliumfusion roter Riese
Heliumfusiondurch
bdquo3-Prozessldquo
2 3 124 CHe
)3677( MeV
Heliumverbrennung
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
MStern ltlt M MStern M
weisser Zwerg
Temperatur reicht nicht zur Zuumlndungder Heliumfusion roter Riese
Heliumfusiondurch
bdquo3-Prozessldquo
2 3 124 CHe
)3677( MeV
Heliumverbrennung
N
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
Z
A=5
A=8
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
Z
N
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
roter Riese
Heliumfusiondurch
bdquo3-Prozessldquo
2 3 124 CHe
)3677( MeV
Heliumverbrennung
A=5
A=8
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
Z
N
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
roter Riese
Heliumfusiondurch
bdquo3-Prozessldquo
2 3 124 CHe
)3677( MeV
Heliumverbrennung
A=5
A=8
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Verbrennung biszum Eisen
Je nach Masse des Sterns werden nach derHeliumverbrennung Kohlenstoff und ggfs noch schwerere Elemente weiterverbrannt
O C 1612
Ne O 2016
Fe Si Si 562828
Ab Eisen ist keine Energiegewinnung durch Fusion mehr
moumlglich
zB
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Verbrennung biszum Eisen
Je nach Masse des Sterns werden nach derHeliumverbrennung Kohlenstoff und ggfs noch schwerere Elemente weiterverbrannt
O C 1612
Ne O 2016
Fe Si Si 562828
Ab Eisen ist keine Energiegewinnung durch Fusion mehr
moumlglich
zB
Elementsynthese bis zuBismut beim s-process
Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuBismut beim s-process
Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
57Fe 58Fe 59Fe
59Co 60Co
60Ni 61Ni 62Ni 63Ni
63Cu
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuBismut beim s-process
Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
57Fe 58Fe 59Fe
59Co 60Co
60Ni 61Ni 62Ni 63Ni
63Cu
209Bi
208Pb207Pb
208Bi
206Tl
209Pb
210Bi
212Po211Po210Po209Po
212Po 212Po
211Bi207Bi
206Pb
207Tl
210Pb
208Tl
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuBismut beim s-process
Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
209Bi
208Pb207Pb
208Bi
206Tl
209Pb
210Bi
212Po211Po210Po209Po
212Po 212Po
211Bi207Bi
206Pb
207Tl
210Pb
208Tl
Der s-process kann keine Elemente erzeugen die schwerer als Bismut sind
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuBismut beim s-process
Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
209Bi
208Pb207Pb
208Bi
206Tl
209Pb
210Bi
212Po211Po210Po209Po
212Po 212Po
211Bi207Bi
206Pb
207Tl
210Pb
208Tl
Der s-process kann keine Elemente erzeugen die schwerer als Bismut sind
Elementsynthese bis zuTransuranen beim r-process
MStern M
weisser Zwerg
Temperatur reicht nicht zur Zuumlndung weiterer Fusionen
MStern 14 M
Supernova
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuTransuranen beim r-process
MStern M
weisser Zwerg
Temperatur reicht nicht zur Zuumlndung weiterer Fusionen
MStern 14 M
Supernova
MStern 32 M
Neutronenstern
schwarzes Loch
MStern 32 M
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuTransuranen beim r-process
MStern M
weisser Zwerg
Temperatur reicht nicht zur Zuumlndung weiterer Fusionen
MStern 14 M
Supernova
MStern 32 M
Neutronenstern
schwarzes Loch
MStern 32 M
Bei einer Supernova-Explosion werden extrem grosse Neutronenfluumlsse erreichtDabei ist der Neutroneneinfang schneller als - und -Zerfallsprozesse und es wird die bdquoUran-Inselldquo erreicht
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
KernsyntheseElementsynthese bis zu
Transuranen beim r-process
Supernova
Bei einer Supernova-Explosion werden extrem grosse Neutronenfluumlsse erreichtDabei ist der Neutroneneinfang schneller als - und -Zerfallsprozesse und es wird die bdquoUran-Inselldquo erreicht
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
VZusammenfassung
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
Die beobachteten Elementhaumlufigkeiten stimmen hervorragend mit den Berechnungen uumlberein
Diese Uumlbereinstimmung ist eine wichtige Stuumltze des Standardmodells der Kosmologie
ZusammenfassungI Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
12 p 12 n
Primordiale 4He-HaumlufigkeitDas Neutron-zu-Proton-Verhaumlltnis betraumlgt nachder primordialen Kernsynthese 1288
88 Protonen 12 Neutronen
Praktisch alle Neutronen befinden sich nach derprimordialen Kernsynthese in 4He-Kernen
76 Protonen 24 4He
I Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese Der zeitliche AblaufI Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
IVStellare Kernsynthese
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
MStern lt 008 M
brauner ZwergTemperatur reicht nicht zur Zuumlndung
der Wasserstofffusion
MStern gt 008 M
Wasserstofffusion setzt ein
2
33
3
ee
ppHeHe
Hedp
edpp e
22 4 eep
)021(
)8612(
)495(
)420(
MeV
MeV
MeV
MeV
)7226( MeV
Heliumkern
Wasserstoffverbrennung
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
MStern lt 008 M
brauner ZwergTemperatur reicht nicht zur Zuumlndung
der Wasserstofffusion
MStern gt 008 M
Wasserstofffusion setzt ein
2
33
3
ee
ppHeHe
Hedp
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22 4 eep
)021(
)8612(
)495(
)420(
MeV
MeV
MeV
MeV
)7226( MeV
Heliumkern
Wasserstoffverbrennung
MStern ltlt M MStern M
weisser Zwerg
Temperatur reicht nicht zur Zuumlndungder Heliumfusion roter Riese
Heliumfusiondurch
bdquo3-Prozessldquo
2 3 124 CHe
)3677( MeV
Heliumverbrennung
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
MStern ltlt M MStern M
weisser Zwerg
Temperatur reicht nicht zur Zuumlndungder Heliumfusion roter Riese
Heliumfusiondurch
bdquo3-Prozessldquo
2 3 124 CHe
)3677( MeV
Heliumverbrennung
N
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
Z
A=5
A=8
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
Z
N
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
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11C 203 min
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0 1 2 3 4 5 6 7
roter Riese
Heliumfusiondurch
bdquo3-Prozessldquo
2 3 124 CHe
)3677( MeV
Heliumverbrennung
A=5
A=8
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
Z
N
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
roter Riese
Heliumfusiondurch
bdquo3-Prozessldquo
2 3 124 CHe
)3677( MeV
Heliumverbrennung
A=5
A=8
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Verbrennung biszum Eisen
Je nach Masse des Sterns werden nach derHeliumverbrennung Kohlenstoff und ggfs noch schwerere Elemente weiterverbrannt
O C 1612
Ne O 2016
Fe Si Si 562828
Ab Eisen ist keine Energiegewinnung durch Fusion mehr
moumlglich
zB
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Verbrennung biszum Eisen
Je nach Masse des Sterns werden nach derHeliumverbrennung Kohlenstoff und ggfs noch schwerere Elemente weiterverbrannt
O C 1612
Ne O 2016
Fe Si Si 562828
Ab Eisen ist keine Energiegewinnung durch Fusion mehr
moumlglich
zB
Elementsynthese bis zuBismut beim s-process
Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuBismut beim s-process
Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
57Fe 58Fe 59Fe
59Co 60Co
60Ni 61Ni 62Ni 63Ni
63Cu
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuBismut beim s-process
Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
57Fe 58Fe 59Fe
59Co 60Co
60Ni 61Ni 62Ni 63Ni
63Cu
209Bi
208Pb207Pb
208Bi
206Tl
209Pb
210Bi
212Po211Po210Po209Po
212Po 212Po
211Bi207Bi
206Pb
207Tl
210Pb
208Tl
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuBismut beim s-process
Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
209Bi
208Pb207Pb
208Bi
206Tl
209Pb
210Bi
212Po211Po210Po209Po
212Po 212Po
211Bi207Bi
206Pb
207Tl
210Pb
208Tl
Der s-process kann keine Elemente erzeugen die schwerer als Bismut sind
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuBismut beim s-process
Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
209Bi
208Pb207Pb
208Bi
206Tl
209Pb
210Bi
212Po211Po210Po209Po
212Po 212Po
211Bi207Bi
206Pb
207Tl
210Pb
208Tl
Der s-process kann keine Elemente erzeugen die schwerer als Bismut sind
Elementsynthese bis zuTransuranen beim r-process
MStern M
weisser Zwerg
Temperatur reicht nicht zur Zuumlndung weiterer Fusionen
MStern 14 M
Supernova
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuTransuranen beim r-process
MStern M
weisser Zwerg
Temperatur reicht nicht zur Zuumlndung weiterer Fusionen
MStern 14 M
Supernova
MStern 32 M
Neutronenstern
schwarzes Loch
MStern 32 M
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuTransuranen beim r-process
MStern M
weisser Zwerg
Temperatur reicht nicht zur Zuumlndung weiterer Fusionen
MStern 14 M
Supernova
MStern 32 M
Neutronenstern
schwarzes Loch
MStern 32 M
Bei einer Supernova-Explosion werden extrem grosse Neutronenfluumlsse erreichtDabei ist der Neutroneneinfang schneller als - und -Zerfallsprozesse und es wird die bdquoUran-Inselldquo erreicht
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
KernsyntheseElementsynthese bis zu
Transuranen beim r-process
Supernova
Bei einer Supernova-Explosion werden extrem grosse Neutronenfluumlsse erreichtDabei ist der Neutroneneinfang schneller als - und -Zerfallsprozesse und es wird die bdquoUran-Inselldquo erreicht
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
VZusammenfassung
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
Die beobachteten Elementhaumlufigkeiten stimmen hervorragend mit den Berechnungen uumlberein
Diese Uumlbereinstimmung ist eine wichtige Stuumltze des Standardmodells der Kosmologie
ZusammenfassungI Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese Der zeitliche AblaufI Einfuumlhrung
III Primordiale Kernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
1 Die Nuklidkarte2 Die 12
fundamentalen Reaktionen
3 Primordiale 4He-Haumlufigkeit
4 Der zeitliche Ablauf
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
IVStellare Kernsynthese
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
MStern lt 008 M
brauner ZwergTemperatur reicht nicht zur Zuumlndung
der Wasserstofffusion
MStern gt 008 M
Wasserstofffusion setzt ein
2
33
3
ee
ppHeHe
Hedp
edpp e
22 4 eep
)021(
)8612(
)495(
)420(
MeV
MeV
MeV
MeV
)7226( MeV
Heliumkern
Wasserstoffverbrennung
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
MStern lt 008 M
brauner ZwergTemperatur reicht nicht zur Zuumlndung
der Wasserstofffusion
MStern gt 008 M
Wasserstofffusion setzt ein
2
33
3
ee
ppHeHe
Hedp
edpp e
22 4 eep
)021(
)8612(
)495(
)420(
MeV
MeV
MeV
MeV
)7226( MeV
Heliumkern
Wasserstoffverbrennung
MStern ltlt M MStern M
weisser Zwerg
Temperatur reicht nicht zur Zuumlndungder Heliumfusion roter Riese
Heliumfusiondurch
bdquo3-Prozessldquo
2 3 124 CHe
)3677( MeV
Heliumverbrennung
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
MStern ltlt M MStern M
weisser Zwerg
Temperatur reicht nicht zur Zuumlndungder Heliumfusion roter Riese
Heliumfusiondurch
bdquo3-Prozessldquo
2 3 124 CHe
)3677( MeV
Heliumverbrennung
N
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
Z
A=5
A=8
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
Z
N
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
roter Riese
Heliumfusiondurch
bdquo3-Prozessldquo
2 3 124 CHe
)3677( MeV
Heliumverbrennung
A=5
A=8
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
Z
N
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
roter Riese
Heliumfusiondurch
bdquo3-Prozessldquo
2 3 124 CHe
)3677( MeV
Heliumverbrennung
A=5
A=8
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Verbrennung biszum Eisen
Je nach Masse des Sterns werden nach derHeliumverbrennung Kohlenstoff und ggfs noch schwerere Elemente weiterverbrannt
O C 1612
Ne O 2016
Fe Si Si 562828
Ab Eisen ist keine Energiegewinnung durch Fusion mehr
moumlglich
zB
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Verbrennung biszum Eisen
Je nach Masse des Sterns werden nach derHeliumverbrennung Kohlenstoff und ggfs noch schwerere Elemente weiterverbrannt
O C 1612
Ne O 2016
Fe Si Si 562828
Ab Eisen ist keine Energiegewinnung durch Fusion mehr
moumlglich
zB
Elementsynthese bis zuBismut beim s-process
Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuBismut beim s-process
Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
57Fe 58Fe 59Fe
59Co 60Co
60Ni 61Ni 62Ni 63Ni
63Cu
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuBismut beim s-process
Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
57Fe 58Fe 59Fe
59Co 60Co
60Ni 61Ni 62Ni 63Ni
63Cu
209Bi
208Pb207Pb
208Bi
206Tl
209Pb
210Bi
212Po211Po210Po209Po
212Po 212Po
211Bi207Bi
206Pb
207Tl
210Pb
208Tl
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuBismut beim s-process
Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
209Bi
208Pb207Pb
208Bi
206Tl
209Pb
210Bi
212Po211Po210Po209Po
212Po 212Po
211Bi207Bi
206Pb
207Tl
210Pb
208Tl
Der s-process kann keine Elemente erzeugen die schwerer als Bismut sind
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuBismut beim s-process
Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
209Bi
208Pb207Pb
208Bi
206Tl
209Pb
210Bi
212Po211Po210Po209Po
212Po 212Po
211Bi207Bi
206Pb
207Tl
210Pb
208Tl
Der s-process kann keine Elemente erzeugen die schwerer als Bismut sind
Elementsynthese bis zuTransuranen beim r-process
MStern M
weisser Zwerg
Temperatur reicht nicht zur Zuumlndung weiterer Fusionen
MStern 14 M
Supernova
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuTransuranen beim r-process
MStern M
weisser Zwerg
Temperatur reicht nicht zur Zuumlndung weiterer Fusionen
MStern 14 M
Supernova
MStern 32 M
Neutronenstern
schwarzes Loch
MStern 32 M
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuTransuranen beim r-process
MStern M
weisser Zwerg
Temperatur reicht nicht zur Zuumlndung weiterer Fusionen
MStern 14 M
Supernova
MStern 32 M
Neutronenstern
schwarzes Loch
MStern 32 M
Bei einer Supernova-Explosion werden extrem grosse Neutronenfluumlsse erreichtDabei ist der Neutroneneinfang schneller als - und -Zerfallsprozesse und es wird die bdquoUran-Inselldquo erreicht
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
KernsyntheseElementsynthese bis zu
Transuranen beim r-process
Supernova
Bei einer Supernova-Explosion werden extrem grosse Neutronenfluumlsse erreichtDabei ist der Neutroneneinfang schneller als - und -Zerfallsprozesse und es wird die bdquoUran-Inselldquo erreicht
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
VZusammenfassung
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
Die beobachteten Elementhaumlufigkeiten stimmen hervorragend mit den Berechnungen uumlberein
Diese Uumlbereinstimmung ist eine wichtige Stuumltze des Standardmodells der Kosmologie
ZusammenfassungI Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
IVStellare Kernsynthese
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
MStern lt 008 M
brauner ZwergTemperatur reicht nicht zur Zuumlndung
der Wasserstofffusion
MStern gt 008 M
Wasserstofffusion setzt ein
2
33
3
ee
ppHeHe
Hedp
edpp e
22 4 eep
)021(
)8612(
)495(
)420(
MeV
MeV
MeV
MeV
)7226( MeV
Heliumkern
Wasserstoffverbrennung
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
MStern lt 008 M
brauner ZwergTemperatur reicht nicht zur Zuumlndung
der Wasserstofffusion
MStern gt 008 M
Wasserstofffusion setzt ein
2
33
3
ee
ppHeHe
Hedp
edpp e
22 4 eep
)021(
)8612(
)495(
)420(
MeV
MeV
MeV
MeV
)7226( MeV
Heliumkern
Wasserstoffverbrennung
MStern ltlt M MStern M
weisser Zwerg
Temperatur reicht nicht zur Zuumlndungder Heliumfusion roter Riese
Heliumfusiondurch
bdquo3-Prozessldquo
2 3 124 CHe
)3677( MeV
Heliumverbrennung
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
MStern ltlt M MStern M
weisser Zwerg
Temperatur reicht nicht zur Zuumlndungder Heliumfusion roter Riese
Heliumfusiondurch
bdquo3-Prozessldquo
2 3 124 CHe
)3677( MeV
Heliumverbrennung
N
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
Z
A=5
A=8
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
Z
N
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
roter Riese
Heliumfusiondurch
bdquo3-Prozessldquo
2 3 124 CHe
)3677( MeV
Heliumverbrennung
A=5
A=8
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
Z
N
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
roter Riese
Heliumfusiondurch
bdquo3-Prozessldquo
2 3 124 CHe
)3677( MeV
Heliumverbrennung
A=5
A=8
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Verbrennung biszum Eisen
Je nach Masse des Sterns werden nach derHeliumverbrennung Kohlenstoff und ggfs noch schwerere Elemente weiterverbrannt
O C 1612
Ne O 2016
Fe Si Si 562828
Ab Eisen ist keine Energiegewinnung durch Fusion mehr
moumlglich
zB
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Verbrennung biszum Eisen
Je nach Masse des Sterns werden nach derHeliumverbrennung Kohlenstoff und ggfs noch schwerere Elemente weiterverbrannt
O C 1612
Ne O 2016
Fe Si Si 562828
Ab Eisen ist keine Energiegewinnung durch Fusion mehr
moumlglich
zB
Elementsynthese bis zuBismut beim s-process
Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuBismut beim s-process
Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
57Fe 58Fe 59Fe
59Co 60Co
60Ni 61Ni 62Ni 63Ni
63Cu
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuBismut beim s-process
Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
57Fe 58Fe 59Fe
59Co 60Co
60Ni 61Ni 62Ni 63Ni
63Cu
209Bi
208Pb207Pb
208Bi
206Tl
209Pb
210Bi
212Po211Po210Po209Po
212Po 212Po
211Bi207Bi
206Pb
207Tl
210Pb
208Tl
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuBismut beim s-process
Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
209Bi
208Pb207Pb
208Bi
206Tl
209Pb
210Bi
212Po211Po210Po209Po
212Po 212Po
211Bi207Bi
206Pb
207Tl
210Pb
208Tl
Der s-process kann keine Elemente erzeugen die schwerer als Bismut sind
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuBismut beim s-process
Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
209Bi
208Pb207Pb
208Bi
206Tl
209Pb
210Bi
212Po211Po210Po209Po
212Po 212Po
211Bi207Bi
206Pb
207Tl
210Pb
208Tl
Der s-process kann keine Elemente erzeugen die schwerer als Bismut sind
Elementsynthese bis zuTransuranen beim r-process
MStern M
weisser Zwerg
Temperatur reicht nicht zur Zuumlndung weiterer Fusionen
MStern 14 M
Supernova
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuTransuranen beim r-process
MStern M
weisser Zwerg
Temperatur reicht nicht zur Zuumlndung weiterer Fusionen
MStern 14 M
Supernova
MStern 32 M
Neutronenstern
schwarzes Loch
MStern 32 M
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuTransuranen beim r-process
MStern M
weisser Zwerg
Temperatur reicht nicht zur Zuumlndung weiterer Fusionen
MStern 14 M
Supernova
MStern 32 M
Neutronenstern
schwarzes Loch
MStern 32 M
Bei einer Supernova-Explosion werden extrem grosse Neutronenfluumlsse erreichtDabei ist der Neutroneneinfang schneller als - und -Zerfallsprozesse und es wird die bdquoUran-Inselldquo erreicht
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
KernsyntheseElementsynthese bis zu
Transuranen beim r-process
Supernova
Bei einer Supernova-Explosion werden extrem grosse Neutronenfluumlsse erreichtDabei ist der Neutroneneinfang schneller als - und -Zerfallsprozesse und es wird die bdquoUran-Inselldquo erreicht
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
VZusammenfassung
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
Die beobachteten Elementhaumlufigkeiten stimmen hervorragend mit den Berechnungen uumlberein
Diese Uumlbereinstimmung ist eine wichtige Stuumltze des Standardmodells der Kosmologie
ZusammenfassungI Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
MStern lt 008 M
brauner ZwergTemperatur reicht nicht zur Zuumlndung
der Wasserstofffusion
MStern gt 008 M
Wasserstofffusion setzt ein
2
33
3
ee
ppHeHe
Hedp
edpp e
22 4 eep
)021(
)8612(
)495(
)420(
MeV
MeV
MeV
MeV
)7226( MeV
Heliumkern
Wasserstoffverbrennung
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
MStern lt 008 M
brauner ZwergTemperatur reicht nicht zur Zuumlndung
der Wasserstofffusion
MStern gt 008 M
Wasserstofffusion setzt ein
2
33
3
ee
ppHeHe
Hedp
edpp e
22 4 eep
)021(
)8612(
)495(
)420(
MeV
MeV
MeV
MeV
)7226( MeV
Heliumkern
Wasserstoffverbrennung
MStern ltlt M MStern M
weisser Zwerg
Temperatur reicht nicht zur Zuumlndungder Heliumfusion roter Riese
Heliumfusiondurch
bdquo3-Prozessldquo
2 3 124 CHe
)3677( MeV
Heliumverbrennung
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
MStern ltlt M MStern M
weisser Zwerg
Temperatur reicht nicht zur Zuumlndungder Heliumfusion roter Riese
Heliumfusiondurch
bdquo3-Prozessldquo
2 3 124 CHe
)3677( MeV
Heliumverbrennung
N
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
Z
A=5
A=8
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
Z
N
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
roter Riese
Heliumfusiondurch
bdquo3-Prozessldquo
2 3 124 CHe
)3677( MeV
Heliumverbrennung
A=5
A=8
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
Z
N
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
roter Riese
Heliumfusiondurch
bdquo3-Prozessldquo
2 3 124 CHe
)3677( MeV
Heliumverbrennung
A=5
A=8
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Verbrennung biszum Eisen
Je nach Masse des Sterns werden nach derHeliumverbrennung Kohlenstoff und ggfs noch schwerere Elemente weiterverbrannt
O C 1612
Ne O 2016
Fe Si Si 562828
Ab Eisen ist keine Energiegewinnung durch Fusion mehr
moumlglich
zB
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Verbrennung biszum Eisen
Je nach Masse des Sterns werden nach derHeliumverbrennung Kohlenstoff und ggfs noch schwerere Elemente weiterverbrannt
O C 1612
Ne O 2016
Fe Si Si 562828
Ab Eisen ist keine Energiegewinnung durch Fusion mehr
moumlglich
zB
Elementsynthese bis zuBismut beim s-process
Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuBismut beim s-process
Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
57Fe 58Fe 59Fe
59Co 60Co
60Ni 61Ni 62Ni 63Ni
63Cu
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuBismut beim s-process
Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
57Fe 58Fe 59Fe
59Co 60Co
60Ni 61Ni 62Ni 63Ni
63Cu
209Bi
208Pb207Pb
208Bi
206Tl
209Pb
210Bi
212Po211Po210Po209Po
212Po 212Po
211Bi207Bi
206Pb
207Tl
210Pb
208Tl
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuBismut beim s-process
Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
209Bi
208Pb207Pb
208Bi
206Tl
209Pb
210Bi
212Po211Po210Po209Po
212Po 212Po
211Bi207Bi
206Pb
207Tl
210Pb
208Tl
Der s-process kann keine Elemente erzeugen die schwerer als Bismut sind
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuBismut beim s-process
Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
209Bi
208Pb207Pb
208Bi
206Tl
209Pb
210Bi
212Po211Po210Po209Po
212Po 212Po
211Bi207Bi
206Pb
207Tl
210Pb
208Tl
Der s-process kann keine Elemente erzeugen die schwerer als Bismut sind
Elementsynthese bis zuTransuranen beim r-process
MStern M
weisser Zwerg
Temperatur reicht nicht zur Zuumlndung weiterer Fusionen
MStern 14 M
Supernova
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuTransuranen beim r-process
MStern M
weisser Zwerg
Temperatur reicht nicht zur Zuumlndung weiterer Fusionen
MStern 14 M
Supernova
MStern 32 M
Neutronenstern
schwarzes Loch
MStern 32 M
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuTransuranen beim r-process
MStern M
weisser Zwerg
Temperatur reicht nicht zur Zuumlndung weiterer Fusionen
MStern 14 M
Supernova
MStern 32 M
Neutronenstern
schwarzes Loch
MStern 32 M
Bei einer Supernova-Explosion werden extrem grosse Neutronenfluumlsse erreichtDabei ist der Neutroneneinfang schneller als - und -Zerfallsprozesse und es wird die bdquoUran-Inselldquo erreicht
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
KernsyntheseElementsynthese bis zu
Transuranen beim r-process
Supernova
Bei einer Supernova-Explosion werden extrem grosse Neutronenfluumlsse erreichtDabei ist der Neutroneneinfang schneller als - und -Zerfallsprozesse und es wird die bdquoUran-Inselldquo erreicht
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
VZusammenfassung
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
Die beobachteten Elementhaumlufigkeiten stimmen hervorragend mit den Berechnungen uumlberein
Diese Uumlbereinstimmung ist eine wichtige Stuumltze des Standardmodells der Kosmologie
ZusammenfassungI Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
MStern lt 008 M
brauner ZwergTemperatur reicht nicht zur Zuumlndung
der Wasserstofffusion
MStern gt 008 M
Wasserstofffusion setzt ein
2
33
3
ee
ppHeHe
Hedp
edpp e
22 4 eep
)021(
)8612(
)495(
)420(
MeV
MeV
MeV
MeV
)7226( MeV
Heliumkern
Wasserstoffverbrennung
MStern ltlt M MStern M
weisser Zwerg
Temperatur reicht nicht zur Zuumlndungder Heliumfusion roter Riese
Heliumfusiondurch
bdquo3-Prozessldquo
2 3 124 CHe
)3677( MeV
Heliumverbrennung
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
MStern ltlt M MStern M
weisser Zwerg
Temperatur reicht nicht zur Zuumlndungder Heliumfusion roter Riese
Heliumfusiondurch
bdquo3-Prozessldquo
2 3 124 CHe
)3677( MeV
Heliumverbrennung
N
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
Z
A=5
A=8
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
Z
N
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
roter Riese
Heliumfusiondurch
bdquo3-Prozessldquo
2 3 124 CHe
)3677( MeV
Heliumverbrennung
A=5
A=8
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
Z
N
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
roter Riese
Heliumfusiondurch
bdquo3-Prozessldquo
2 3 124 CHe
)3677( MeV
Heliumverbrennung
A=5
A=8
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Verbrennung biszum Eisen
Je nach Masse des Sterns werden nach derHeliumverbrennung Kohlenstoff und ggfs noch schwerere Elemente weiterverbrannt
O C 1612
Ne O 2016
Fe Si Si 562828
Ab Eisen ist keine Energiegewinnung durch Fusion mehr
moumlglich
zB
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Verbrennung biszum Eisen
Je nach Masse des Sterns werden nach derHeliumverbrennung Kohlenstoff und ggfs noch schwerere Elemente weiterverbrannt
O C 1612
Ne O 2016
Fe Si Si 562828
Ab Eisen ist keine Energiegewinnung durch Fusion mehr
moumlglich
zB
Elementsynthese bis zuBismut beim s-process
Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuBismut beim s-process
Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
57Fe 58Fe 59Fe
59Co 60Co
60Ni 61Ni 62Ni 63Ni
63Cu
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuBismut beim s-process
Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
57Fe 58Fe 59Fe
59Co 60Co
60Ni 61Ni 62Ni 63Ni
63Cu
209Bi
208Pb207Pb
208Bi
206Tl
209Pb
210Bi
212Po211Po210Po209Po
212Po 212Po
211Bi207Bi
206Pb
207Tl
210Pb
208Tl
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuBismut beim s-process
Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
209Bi
208Pb207Pb
208Bi
206Tl
209Pb
210Bi
212Po211Po210Po209Po
212Po 212Po
211Bi207Bi
206Pb
207Tl
210Pb
208Tl
Der s-process kann keine Elemente erzeugen die schwerer als Bismut sind
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuBismut beim s-process
Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
209Bi
208Pb207Pb
208Bi
206Tl
209Pb
210Bi
212Po211Po210Po209Po
212Po 212Po
211Bi207Bi
206Pb
207Tl
210Pb
208Tl
Der s-process kann keine Elemente erzeugen die schwerer als Bismut sind
Elementsynthese bis zuTransuranen beim r-process
MStern M
weisser Zwerg
Temperatur reicht nicht zur Zuumlndung weiterer Fusionen
MStern 14 M
Supernova
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuTransuranen beim r-process
MStern M
weisser Zwerg
Temperatur reicht nicht zur Zuumlndung weiterer Fusionen
MStern 14 M
Supernova
MStern 32 M
Neutronenstern
schwarzes Loch
MStern 32 M
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuTransuranen beim r-process
MStern M
weisser Zwerg
Temperatur reicht nicht zur Zuumlndung weiterer Fusionen
MStern 14 M
Supernova
MStern 32 M
Neutronenstern
schwarzes Loch
MStern 32 M
Bei einer Supernova-Explosion werden extrem grosse Neutronenfluumlsse erreichtDabei ist der Neutroneneinfang schneller als - und -Zerfallsprozesse und es wird die bdquoUran-Inselldquo erreicht
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
KernsyntheseElementsynthese bis zu
Transuranen beim r-process
Supernova
Bei einer Supernova-Explosion werden extrem grosse Neutronenfluumlsse erreichtDabei ist der Neutroneneinfang schneller als - und -Zerfallsprozesse und es wird die bdquoUran-Inselldquo erreicht
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
VZusammenfassung
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
Die beobachteten Elementhaumlufigkeiten stimmen hervorragend mit den Berechnungen uumlberein
Diese Uumlbereinstimmung ist eine wichtige Stuumltze des Standardmodells der Kosmologie
ZusammenfassungI Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
MStern ltlt M MStern M
weisser Zwerg
Temperatur reicht nicht zur Zuumlndungder Heliumfusion roter Riese
Heliumfusiondurch
bdquo3-Prozessldquo
2 3 124 CHe
)3677( MeV
Heliumverbrennung
N
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
Z
A=5
A=8
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
Z
N
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
roter Riese
Heliumfusiondurch
bdquo3-Prozessldquo
2 3 124 CHe
)3677( MeV
Heliumverbrennung
A=5
A=8
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
Z
N
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
roter Riese
Heliumfusiondurch
bdquo3-Prozessldquo
2 3 124 CHe
)3677( MeV
Heliumverbrennung
A=5
A=8
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Verbrennung biszum Eisen
Je nach Masse des Sterns werden nach derHeliumverbrennung Kohlenstoff und ggfs noch schwerere Elemente weiterverbrannt
O C 1612
Ne O 2016
Fe Si Si 562828
Ab Eisen ist keine Energiegewinnung durch Fusion mehr
moumlglich
zB
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Verbrennung biszum Eisen
Je nach Masse des Sterns werden nach derHeliumverbrennung Kohlenstoff und ggfs noch schwerere Elemente weiterverbrannt
O C 1612
Ne O 2016
Fe Si Si 562828
Ab Eisen ist keine Energiegewinnung durch Fusion mehr
moumlglich
zB
Elementsynthese bis zuBismut beim s-process
Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuBismut beim s-process
Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
57Fe 58Fe 59Fe
59Co 60Co
60Ni 61Ni 62Ni 63Ni
63Cu
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuBismut beim s-process
Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
57Fe 58Fe 59Fe
59Co 60Co
60Ni 61Ni 62Ni 63Ni
63Cu
209Bi
208Pb207Pb
208Bi
206Tl
209Pb
210Bi
212Po211Po210Po209Po
212Po 212Po
211Bi207Bi
206Pb
207Tl
210Pb
208Tl
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuBismut beim s-process
Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
209Bi
208Pb207Pb
208Bi
206Tl
209Pb
210Bi
212Po211Po210Po209Po
212Po 212Po
211Bi207Bi
206Pb
207Tl
210Pb
208Tl
Der s-process kann keine Elemente erzeugen die schwerer als Bismut sind
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
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Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuBismut beim s-process
Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
209Bi
208Pb207Pb
208Bi
206Tl
209Pb
210Bi
212Po211Po210Po209Po
212Po 212Po
211Bi207Bi
206Pb
207Tl
210Pb
208Tl
Der s-process kann keine Elemente erzeugen die schwerer als Bismut sind
Elementsynthese bis zuTransuranen beim r-process
MStern M
weisser Zwerg
Temperatur reicht nicht zur Zuumlndung weiterer Fusionen
MStern 14 M
Supernova
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
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Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuTransuranen beim r-process
MStern M
weisser Zwerg
Temperatur reicht nicht zur Zuumlndung weiterer Fusionen
MStern 14 M
Supernova
MStern 32 M
Neutronenstern
schwarzes Loch
MStern 32 M
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
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Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuTransuranen beim r-process
MStern M
weisser Zwerg
Temperatur reicht nicht zur Zuumlndung weiterer Fusionen
MStern 14 M
Supernova
MStern 32 M
Neutronenstern
schwarzes Loch
MStern 32 M
Bei einer Supernova-Explosion werden extrem grosse Neutronenfluumlsse erreichtDabei ist der Neutroneneinfang schneller als - und -Zerfallsprozesse und es wird die bdquoUran-Inselldquo erreicht
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
KernsyntheseElementsynthese bis zu
Transuranen beim r-process
Supernova
Bei einer Supernova-Explosion werden extrem grosse Neutronenfluumlsse erreichtDabei ist der Neutroneneinfang schneller als - und -Zerfallsprozesse und es wird die bdquoUran-Inselldquo erreicht
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
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Kernsynthese
VZusammenfassung
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
Die beobachteten Elementhaumlufigkeiten stimmen hervorragend mit den Berechnungen uumlberein
Diese Uumlbereinstimmung ist eine wichtige Stuumltze des Standardmodells der Kosmologie
ZusammenfassungI Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
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Kernsynthese
Z
N
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
roter Riese
Heliumfusiondurch
bdquo3-Prozessldquo
2 3 124 CHe
)3677( MeV
Heliumverbrennung
A=5
A=8
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
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Kernsynthese
Z
N
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
roter Riese
Heliumfusiondurch
bdquo3-Prozessldquo
2 3 124 CHe
)3677( MeV
Heliumverbrennung
A=5
A=8
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Verbrennung biszum Eisen
Je nach Masse des Sterns werden nach derHeliumverbrennung Kohlenstoff und ggfs noch schwerere Elemente weiterverbrannt
O C 1612
Ne O 2016
Fe Si Si 562828
Ab Eisen ist keine Energiegewinnung durch Fusion mehr
moumlglich
zB
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
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Kernsynthese
roter Riese
Verbrennung biszum Eisen
Je nach Masse des Sterns werden nach derHeliumverbrennung Kohlenstoff und ggfs noch schwerere Elemente weiterverbrannt
O C 1612
Ne O 2016
Fe Si Si 562828
Ab Eisen ist keine Energiegewinnung durch Fusion mehr
moumlglich
zB
Elementsynthese bis zuBismut beim s-process
Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuBismut beim s-process
Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
57Fe 58Fe 59Fe
59Co 60Co
60Ni 61Ni 62Ni 63Ni
63Cu
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
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Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuBismut beim s-process
Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
57Fe 58Fe 59Fe
59Co 60Co
60Ni 61Ni 62Ni 63Ni
63Cu
209Bi
208Pb207Pb
208Bi
206Tl
209Pb
210Bi
212Po211Po210Po209Po
212Po 212Po
211Bi207Bi
206Pb
207Tl
210Pb
208Tl
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
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Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuBismut beim s-process
Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
209Bi
208Pb207Pb
208Bi
206Tl
209Pb
210Bi
212Po211Po210Po209Po
212Po 212Po
211Bi207Bi
206Pb
207Tl
210Pb
208Tl
Der s-process kann keine Elemente erzeugen die schwerer als Bismut sind
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
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Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuBismut beim s-process
Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
209Bi
208Pb207Pb
208Bi
206Tl
209Pb
210Bi
212Po211Po210Po209Po
212Po 212Po
211Bi207Bi
206Pb
207Tl
210Pb
208Tl
Der s-process kann keine Elemente erzeugen die schwerer als Bismut sind
Elementsynthese bis zuTransuranen beim r-process
MStern M
weisser Zwerg
Temperatur reicht nicht zur Zuumlndung weiterer Fusionen
MStern 14 M
Supernova
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuTransuranen beim r-process
MStern M
weisser Zwerg
Temperatur reicht nicht zur Zuumlndung weiterer Fusionen
MStern 14 M
Supernova
MStern 32 M
Neutronenstern
schwarzes Loch
MStern 32 M
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
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Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuTransuranen beim r-process
MStern M
weisser Zwerg
Temperatur reicht nicht zur Zuumlndung weiterer Fusionen
MStern 14 M
Supernova
MStern 32 M
Neutronenstern
schwarzes Loch
MStern 32 M
Bei einer Supernova-Explosion werden extrem grosse Neutronenfluumlsse erreichtDabei ist der Neutroneneinfang schneller als - und -Zerfallsprozesse und es wird die bdquoUran-Inselldquo erreicht
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
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KernsyntheseElementsynthese bis zu
Transuranen beim r-process
Supernova
Bei einer Supernova-Explosion werden extrem grosse Neutronenfluumlsse erreichtDabei ist der Neutroneneinfang schneller als - und -Zerfallsprozesse und es wird die bdquoUran-Inselldquo erreicht
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
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Kernsynthese
VZusammenfassung
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
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Kernsynthese
Die beobachteten Elementhaumlufigkeiten stimmen hervorragend mit den Berechnungen uumlberein
Diese Uumlbereinstimmung ist eine wichtige Stuumltze des Standardmodells der Kosmologie
ZusammenfassungI Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
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Kernsynthese
Z
N
n 106 min
1H 2H 3H 123 a
3He 4He6He808ms
8He122 ms
6Li 7Li8Li842 ms
9Li178 ms
7Be533 d
9Be10Be16106 a
11Be 138 s
8B770 ms
10B 11B 12B203 ms
9C127 ms
10C193 s
11C 203 min
12C 13C
0 1 2 3 4 5 6 7
roter Riese
Heliumfusiondurch
bdquo3-Prozessldquo
2 3 124 CHe
)3677( MeV
Heliumverbrennung
A=5
A=8
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
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Kernsynthese
roter Riese
Verbrennung biszum Eisen
Je nach Masse des Sterns werden nach derHeliumverbrennung Kohlenstoff und ggfs noch schwerere Elemente weiterverbrannt
O C 1612
Ne O 2016
Fe Si Si 562828
Ab Eisen ist keine Energiegewinnung durch Fusion mehr
moumlglich
zB
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
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Kernsynthese
roter Riese
Verbrennung biszum Eisen
Je nach Masse des Sterns werden nach derHeliumverbrennung Kohlenstoff und ggfs noch schwerere Elemente weiterverbrannt
O C 1612
Ne O 2016
Fe Si Si 562828
Ab Eisen ist keine Energiegewinnung durch Fusion mehr
moumlglich
zB
Elementsynthese bis zuBismut beim s-process
Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuBismut beim s-process
Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
57Fe 58Fe 59Fe
59Co 60Co
60Ni 61Ni 62Ni 63Ni
63Cu
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuBismut beim s-process
Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
57Fe 58Fe 59Fe
59Co 60Co
60Ni 61Ni 62Ni 63Ni
63Cu
209Bi
208Pb207Pb
208Bi
206Tl
209Pb
210Bi
212Po211Po210Po209Po
212Po 212Po
211Bi207Bi
206Pb
207Tl
210Pb
208Tl
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuBismut beim s-process
Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
209Bi
208Pb207Pb
208Bi
206Tl
209Pb
210Bi
212Po211Po210Po209Po
212Po 212Po
211Bi207Bi
206Pb
207Tl
210Pb
208Tl
Der s-process kann keine Elemente erzeugen die schwerer als Bismut sind
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuBismut beim s-process
Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
209Bi
208Pb207Pb
208Bi
206Tl
209Pb
210Bi
212Po211Po210Po209Po
212Po 212Po
211Bi207Bi
206Pb
207Tl
210Pb
208Tl
Der s-process kann keine Elemente erzeugen die schwerer als Bismut sind
Elementsynthese bis zuTransuranen beim r-process
MStern M
weisser Zwerg
Temperatur reicht nicht zur Zuumlndung weiterer Fusionen
MStern 14 M
Supernova
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuTransuranen beim r-process
MStern M
weisser Zwerg
Temperatur reicht nicht zur Zuumlndung weiterer Fusionen
MStern 14 M
Supernova
MStern 32 M
Neutronenstern
schwarzes Loch
MStern 32 M
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuTransuranen beim r-process
MStern M
weisser Zwerg
Temperatur reicht nicht zur Zuumlndung weiterer Fusionen
MStern 14 M
Supernova
MStern 32 M
Neutronenstern
schwarzes Loch
MStern 32 M
Bei einer Supernova-Explosion werden extrem grosse Neutronenfluumlsse erreichtDabei ist der Neutroneneinfang schneller als - und -Zerfallsprozesse und es wird die bdquoUran-Inselldquo erreicht
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
KernsyntheseElementsynthese bis zu
Transuranen beim r-process
Supernova
Bei einer Supernova-Explosion werden extrem grosse Neutronenfluumlsse erreichtDabei ist der Neutroneneinfang schneller als - und -Zerfallsprozesse und es wird die bdquoUran-Inselldquo erreicht
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
VZusammenfassung
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
Die beobachteten Elementhaumlufigkeiten stimmen hervorragend mit den Berechnungen uumlberein
Diese Uumlbereinstimmung ist eine wichtige Stuumltze des Standardmodells der Kosmologie
ZusammenfassungI Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Verbrennung biszum Eisen
Je nach Masse des Sterns werden nach derHeliumverbrennung Kohlenstoff und ggfs noch schwerere Elemente weiterverbrannt
O C 1612
Ne O 2016
Fe Si Si 562828
Ab Eisen ist keine Energiegewinnung durch Fusion mehr
moumlglich
zB
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
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Kernsynthese
roter Riese
Verbrennung biszum Eisen
Je nach Masse des Sterns werden nach derHeliumverbrennung Kohlenstoff und ggfs noch schwerere Elemente weiterverbrannt
O C 1612
Ne O 2016
Fe Si Si 562828
Ab Eisen ist keine Energiegewinnung durch Fusion mehr
moumlglich
zB
Elementsynthese bis zuBismut beim s-process
Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
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Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuBismut beim s-process
Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
57Fe 58Fe 59Fe
59Co 60Co
60Ni 61Ni 62Ni 63Ni
63Cu
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
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Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuBismut beim s-process
Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
57Fe 58Fe 59Fe
59Co 60Co
60Ni 61Ni 62Ni 63Ni
63Cu
209Bi
208Pb207Pb
208Bi
206Tl
209Pb
210Bi
212Po211Po210Po209Po
212Po 212Po
211Bi207Bi
206Pb
207Tl
210Pb
208Tl
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
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Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuBismut beim s-process
Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
209Bi
208Pb207Pb
208Bi
206Tl
209Pb
210Bi
212Po211Po210Po209Po
212Po 212Po
211Bi207Bi
206Pb
207Tl
210Pb
208Tl
Der s-process kann keine Elemente erzeugen die schwerer als Bismut sind
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
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Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuBismut beim s-process
Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
209Bi
208Pb207Pb
208Bi
206Tl
209Pb
210Bi
212Po211Po210Po209Po
212Po 212Po
211Bi207Bi
206Pb
207Tl
210Pb
208Tl
Der s-process kann keine Elemente erzeugen die schwerer als Bismut sind
Elementsynthese bis zuTransuranen beim r-process
MStern M
weisser Zwerg
Temperatur reicht nicht zur Zuumlndung weiterer Fusionen
MStern 14 M
Supernova
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuTransuranen beim r-process
MStern M
weisser Zwerg
Temperatur reicht nicht zur Zuumlndung weiterer Fusionen
MStern 14 M
Supernova
MStern 32 M
Neutronenstern
schwarzes Loch
MStern 32 M
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
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Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuTransuranen beim r-process
MStern M
weisser Zwerg
Temperatur reicht nicht zur Zuumlndung weiterer Fusionen
MStern 14 M
Supernova
MStern 32 M
Neutronenstern
schwarzes Loch
MStern 32 M
Bei einer Supernova-Explosion werden extrem grosse Neutronenfluumlsse erreichtDabei ist der Neutroneneinfang schneller als - und -Zerfallsprozesse und es wird die bdquoUran-Inselldquo erreicht
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
KernsyntheseElementsynthese bis zu
Transuranen beim r-process
Supernova
Bei einer Supernova-Explosion werden extrem grosse Neutronenfluumlsse erreichtDabei ist der Neutroneneinfang schneller als - und -Zerfallsprozesse und es wird die bdquoUran-Inselldquo erreicht
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
VZusammenfassung
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
Die beobachteten Elementhaumlufigkeiten stimmen hervorragend mit den Berechnungen uumlberein
Diese Uumlbereinstimmung ist eine wichtige Stuumltze des Standardmodells der Kosmologie
ZusammenfassungI Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Verbrennung biszum Eisen
Je nach Masse des Sterns werden nach derHeliumverbrennung Kohlenstoff und ggfs noch schwerere Elemente weiterverbrannt
O C 1612
Ne O 2016
Fe Si Si 562828
Ab Eisen ist keine Energiegewinnung durch Fusion mehr
moumlglich
zB
Elementsynthese bis zuBismut beim s-process
Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
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Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuBismut beim s-process
Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
57Fe 58Fe 59Fe
59Co 60Co
60Ni 61Ni 62Ni 63Ni
63Cu
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuBismut beim s-process
Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
57Fe 58Fe 59Fe
59Co 60Co
60Ni 61Ni 62Ni 63Ni
63Cu
209Bi
208Pb207Pb
208Bi
206Tl
209Pb
210Bi
212Po211Po210Po209Po
212Po 212Po
211Bi207Bi
206Pb
207Tl
210Pb
208Tl
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
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Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuBismut beim s-process
Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
209Bi
208Pb207Pb
208Bi
206Tl
209Pb
210Bi
212Po211Po210Po209Po
212Po 212Po
211Bi207Bi
206Pb
207Tl
210Pb
208Tl
Der s-process kann keine Elemente erzeugen die schwerer als Bismut sind
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
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Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuBismut beim s-process
Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
209Bi
208Pb207Pb
208Bi
206Tl
209Pb
210Bi
212Po211Po210Po209Po
212Po 212Po
211Bi207Bi
206Pb
207Tl
210Pb
208Tl
Der s-process kann keine Elemente erzeugen die schwerer als Bismut sind
Elementsynthese bis zuTransuranen beim r-process
MStern M
weisser Zwerg
Temperatur reicht nicht zur Zuumlndung weiterer Fusionen
MStern 14 M
Supernova
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
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Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuTransuranen beim r-process
MStern M
weisser Zwerg
Temperatur reicht nicht zur Zuumlndung weiterer Fusionen
MStern 14 M
Supernova
MStern 32 M
Neutronenstern
schwarzes Loch
MStern 32 M
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
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Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuTransuranen beim r-process
MStern M
weisser Zwerg
Temperatur reicht nicht zur Zuumlndung weiterer Fusionen
MStern 14 M
Supernova
MStern 32 M
Neutronenstern
schwarzes Loch
MStern 32 M
Bei einer Supernova-Explosion werden extrem grosse Neutronenfluumlsse erreichtDabei ist der Neutroneneinfang schneller als - und -Zerfallsprozesse und es wird die bdquoUran-Inselldquo erreicht
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
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KernsyntheseElementsynthese bis zu
Transuranen beim r-process
Supernova
Bei einer Supernova-Explosion werden extrem grosse Neutronenfluumlsse erreichtDabei ist der Neutroneneinfang schneller als - und -Zerfallsprozesse und es wird die bdquoUran-Inselldquo erreicht
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
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Kernsynthese
VZusammenfassung
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
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Kernsynthese
Die beobachteten Elementhaumlufigkeiten stimmen hervorragend mit den Berechnungen uumlberein
Diese Uumlbereinstimmung ist eine wichtige Stuumltze des Standardmodells der Kosmologie
ZusammenfassungI Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuBismut beim s-process
Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
57Fe 58Fe 59Fe
59Co 60Co
60Ni 61Ni 62Ni 63Ni
63Cu
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
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IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
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Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuBismut beim s-process
Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
57Fe 58Fe 59Fe
59Co 60Co
60Ni 61Ni 62Ni 63Ni
63Cu
209Bi
208Pb207Pb
208Bi
206Tl
209Pb
210Bi
212Po211Po210Po209Po
212Po 212Po
211Bi207Bi
206Pb
207Tl
210Pb
208Tl
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
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Kernsynthese
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Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
209Bi
208Pb207Pb
208Bi
206Tl
209Pb
210Bi
212Po211Po210Po209Po
212Po 212Po
211Bi207Bi
206Pb
207Tl
210Pb
208Tl
Der s-process kann keine Elemente erzeugen die schwerer als Bismut sind
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
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II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
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Kernsynthese
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Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
209Bi
208Pb207Pb
208Bi
206Tl
209Pb
210Bi
212Po211Po210Po209Po
212Po 212Po
211Bi207Bi
206Pb
207Tl
210Pb
208Tl
Der s-process kann keine Elemente erzeugen die schwerer als Bismut sind
Elementsynthese bis zuTransuranen beim r-process
MStern M
weisser Zwerg
Temperatur reicht nicht zur Zuumlndung weiterer Fusionen
MStern 14 M
Supernova
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
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III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuTransuranen beim r-process
MStern M
weisser Zwerg
Temperatur reicht nicht zur Zuumlndung weiterer Fusionen
MStern 14 M
Supernova
MStern 32 M
Neutronenstern
schwarzes Loch
MStern 32 M
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuTransuranen beim r-process
MStern M
weisser Zwerg
Temperatur reicht nicht zur Zuumlndung weiterer Fusionen
MStern 14 M
Supernova
MStern 32 M
Neutronenstern
schwarzes Loch
MStern 32 M
Bei einer Supernova-Explosion werden extrem grosse Neutronenfluumlsse erreichtDabei ist der Neutroneneinfang schneller als - und -Zerfallsprozesse und es wird die bdquoUran-Inselldquo erreicht
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
KernsyntheseElementsynthese bis zu
Transuranen beim r-process
Supernova
Bei einer Supernova-Explosion werden extrem grosse Neutronenfluumlsse erreichtDabei ist der Neutroneneinfang schneller als - und -Zerfallsprozesse und es wird die bdquoUran-Inselldquo erreicht
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
VZusammenfassung
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
Die beobachteten Elementhaumlufigkeiten stimmen hervorragend mit den Berechnungen uumlberein
Diese Uumlbereinstimmung ist eine wichtige Stuumltze des Standardmodells der Kosmologie
ZusammenfassungI Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
Hauptseminar SS 2005bdquoDer Urknall und seine Teilchenldquo
Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuBismut beim s-process
Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
57Fe 58Fe 59Fe
59Co 60Co
60Ni 61Ni 62Ni 63Ni
63Cu
209Bi
208Pb207Pb
208Bi
206Tl
209Pb
210Bi
212Po211Po210Po209Po
212Po 212Po
211Bi207Bi
206Pb
207Tl
210Pb
208Tl
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
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Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuBismut beim s-process
Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
209Bi
208Pb207Pb
208Bi
206Tl
209Pb
210Bi
212Po211Po210Po209Po
212Po 212Po
211Bi207Bi
206Pb
207Tl
210Pb
208Tl
Der s-process kann keine Elemente erzeugen die schwerer als Bismut sind
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
V Zusammen-fassung
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Kernsynthese
roter Riese
Elementsynthese bis zuBismut beim s-process
Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
209Bi
208Pb207Pb
208Bi
206Tl
209Pb
210Bi
212Po211Po210Po209Po
212Po 212Po
211Bi207Bi
206Pb
207Tl
210Pb
208Tl
Der s-process kann keine Elemente erzeugen die schwerer als Bismut sind
Elementsynthese bis zuTransuranen beim r-process
MStern M
weisser Zwerg
Temperatur reicht nicht zur Zuumlndung weiterer Fusionen
MStern 14 M
Supernova
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
I Einfuumlhrung
III PrimordialeKernsynthese
IV Stellare Kernsynthese
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roter Riese
Elementsynthese bis zuTransuranen beim r-process
MStern M
weisser Zwerg
Temperatur reicht nicht zur Zuumlndung weiterer Fusionen
MStern 14 M
Supernova
MStern 32 M
Neutronenstern
schwarzes Loch
MStern 32 M
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
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Temperatur reicht nicht zur Zuumlndung weiterer Fusionen
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Supernova
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Neutronenstern
schwarzes Loch
MStern 32 M
Bei einer Supernova-Explosion werden extrem grosse Neutronenfluumlsse erreichtDabei ist der Neutroneneinfang schneller als - und -Zerfallsprozesse und es wird die bdquoUran-Inselldquo erreicht
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
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KernsyntheseElementsynthese bis zu
Transuranen beim r-process
Supernova
Bei einer Supernova-Explosion werden extrem grosse Neutronenfluumlsse erreichtDabei ist der Neutroneneinfang schneller als - und -Zerfallsprozesse und es wird die bdquoUran-Inselldquo erreicht
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
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II Das Neutron zu Proton Verhaumlltnis
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Die beobachteten Elementhaumlufigkeiten stimmen hervorragend mit den Berechnungen uumlberein
Diese Uumlbereinstimmung ist eine wichtige Stuumltze des Standardmodells der Kosmologie
ZusammenfassungI Einfuumlhrung
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roter Riese
Elementsynthese bis zuBismut beim s-process
Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
209Bi
208Pb207Pb
208Bi
206Tl
209Pb
210Bi
212Po211Po210Po209Po
212Po 212Po
211Bi207Bi
206Pb
207Tl
210Pb
208Tl
Der s-process kann keine Elemente erzeugen die schwerer als Bismut sind
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
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Elementsynthese bis zuBismut beim s-process
Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
209Bi
208Pb207Pb
208Bi
206Tl
209Pb
210Bi
212Po211Po210Po209Po
212Po 212Po
211Bi207Bi
206Pb
207Tl
210Pb
208Tl
Der s-process kann keine Elemente erzeugen die schwerer als Bismut sind
Elementsynthese bis zuTransuranen beim r-process
MStern M
weisser Zwerg
Temperatur reicht nicht zur Zuumlndung weiterer Fusionen
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Supernova
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
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Temperatur reicht nicht zur Zuumlndung weiterer Fusionen
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Supernova
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Neutronenstern
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3 Verbrennung bis zum Eisen
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weisser Zwerg
Temperatur reicht nicht zur Zuumlndung weiterer Fusionen
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Supernova
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Neutronenstern
schwarzes Loch
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Bei einer Supernova-Explosion werden extrem grosse Neutronenfluumlsse erreichtDabei ist der Neutroneneinfang schneller als - und -Zerfallsprozesse und es wird die bdquoUran-Inselldquo erreicht
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
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KernsyntheseElementsynthese bis zu
Transuranen beim r-process
Supernova
Bei einer Supernova-Explosion werden extrem grosse Neutronenfluumlsse erreichtDabei ist der Neutroneneinfang schneller als - und -Zerfallsprozesse und es wird die bdquoUran-Inselldquo erreicht
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
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Die beobachteten Elementhaumlufigkeiten stimmen hervorragend mit den Berechnungen uumlberein
Diese Uumlbereinstimmung ist eine wichtige Stuumltze des Standardmodells der Kosmologie
ZusammenfassungI Einfuumlhrung
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Waumlhrend der Verbrennungsphase produziert ein Stern schwere Kerne durch sukzessiven Einfang
von Neutronen und anschliessenden -Zerfall
209Bi
208Pb207Pb
208Bi
206Tl
209Pb
210Bi
212Po211Po210Po209Po
212Po 212Po
211Bi207Bi
206Pb
207Tl
210Pb
208Tl
Der s-process kann keine Elemente erzeugen die schwerer als Bismut sind
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Temperatur reicht nicht zur Zuumlndung weiterer Fusionen
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Supernova
1 Wasserstoff-verbrennung
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3 Verbrennung bis zum Eisen
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weisser Zwerg
Temperatur reicht nicht zur Zuumlndung weiterer Fusionen
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Supernova
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Neutronenstern
schwarzes Loch
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1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
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Temperatur reicht nicht zur Zuumlndung weiterer Fusionen
MStern 14 M
Supernova
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Neutronenstern
schwarzes Loch
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Bei einer Supernova-Explosion werden extrem grosse Neutronenfluumlsse erreichtDabei ist der Neutroneneinfang schneller als - und -Zerfallsprozesse und es wird die bdquoUran-Inselldquo erreicht
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
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KernsyntheseElementsynthese bis zu
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Supernova
Bei einer Supernova-Explosion werden extrem grosse Neutronenfluumlsse erreichtDabei ist der Neutroneneinfang schneller als - und -Zerfallsprozesse und es wird die bdquoUran-Inselldquo erreicht
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
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Die beobachteten Elementhaumlufigkeiten stimmen hervorragend mit den Berechnungen uumlberein
Diese Uumlbereinstimmung ist eine wichtige Stuumltze des Standardmodells der Kosmologie
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Supernova
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Neutronenstern
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3 Verbrennung bis zum Eisen
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Temperatur reicht nicht zur Zuumlndung weiterer Fusionen
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Supernova
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Neutronenstern
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MStern 32 M
Bei einer Supernova-Explosion werden extrem grosse Neutronenfluumlsse erreichtDabei ist der Neutroneneinfang schneller als - und -Zerfallsprozesse und es wird die bdquoUran-Inselldquo erreicht
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
4 s-process5 r-process
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Supernova
Bei einer Supernova-Explosion werden extrem grosse Neutronenfluumlsse erreichtDabei ist der Neutroneneinfang schneller als - und -Zerfallsprozesse und es wird die bdquoUran-Inselldquo erreicht
1 Wasserstoff-verbrennung
2 Helium-verbrennung
3 Verbrennung bis zum Eisen
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Bei einer Supernova-Explosion werden extrem grosse Neutronenfluumlsse erreichtDabei ist der Neutroneneinfang schneller als - und -Zerfallsprozesse und es wird die bdquoUran-Inselldquo erreicht
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Bei einer Supernova-Explosion werden extrem grosse Neutronenfluumlsse erreichtDabei ist der Neutroneneinfang schneller als - und -Zerfallsprozesse und es wird die bdquoUran-Inselldquo erreicht
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Die beobachteten Elementhaumlufigkeiten stimmen hervorragend mit den Berechnungen uumlberein
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Die beobachteten Elementhaumlufigkeiten stimmen hervorragend mit den Berechnungen uumlberein
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Die beobachteten Elementhaumlufigkeiten stimmen hervorragend mit den Berechnungen uumlberein
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Die beobachteten Elementhaumlufigkeiten stimmen hervorragend mit den Berechnungen uumlberein
Diese Uumlbereinstimmung ist eine wichtige Stuumltze des Standardmodells der Kosmologie
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