1tom - 0355.htm
Д.
^^»
III
424
(s-процесса, см. Ядерная астрофизика). По окончании Г. в. внеш. конвсктивная кона, проникающая в зону с измен╦нным хим. составом, может вынести образовавшиеся элементы на поверхность звезды. Т. к, зв╦зды красные сверхгиганты^ имеющие слоевые источники энергии, интенсивно теряют массу, то они могут являться гл. поставщиками хим. элементов ≈ продуктов s-процссса в межзв╦здную среду.
Г. в. возможна также в белых карликах, интенсивно аккрецирующих вещество. При аккреции, может образоваться массивный гелиевый карлик (Мне^М>-^0)» в к-ром горение гелия развивается в неустойчивом режиме и приводит к образованию детонационной волны. В конечном итоге происходит вспышка и полный разл╦т вещества звезды с выбросом элементов группы железа и ;-шерговыделопием £ ~- 1U51 эрг. Такой карлик может быть прсдсверхповой 1 типа (см. Сверх новые зв╦зды).
Горение массивного слоя гелия [А/нс~ (<>Д≈0,3)^/^1,
аккредитованного углеродно-кислородным карликом, может привести либо к образованию двойной детонационной волны (внутрь по углероду, наружу по гелию) и полному разл╦ту вещества звезды (£ ~
≈ 1051 эрг) с выбросом элементов группы железа, либо к образованию одинарной детонационной волны (по гелию наружу, волна внутрь затухает), выбросу части вещества звезды н межзв╦здную среду и формированию зв╦здного остатка (белого карлика); энергия взрыва ~ ДА/це/Л/Q ~ 3-10sl эрг, где ДМнс ≈ масса
гелиевого слоя.
Г. в. могут происходить и в оболочках аккрецирующих нейтронных зв╦зд (см. Б аре тер ы).
Лит. см, при ст. Вволюция звсяд. Э. В. Эрглш. ГЕЛИЙ (от греч. helioa≈солнце; лат. Helium), He, ≈ хим. элемент VIII группы псриодич. системы элементов, инертный гая, ат. помер 2, ат, масса 4,002602. Электродная конфигурация Г. Is2. Энергия ионизации 24,587 эВ ≈ самая высокая среди всех элементов. Радиус атома Г. по шкале Бокин ≈ Белова 0,122 им.
Природный Г. состоит из двух стабильных изотопов 4Не (99,999862%) и 3Не. Преобладание 4Нс связано с его образованием при ct-распадс природных радионуклидов Th, U и др. элементов. В 1 т гранита, содержащего 3 г U и 15 г Th, за 7,9 млн. лет образуется 1 мг 4Не, но за время существования Земли в е╦ коре накопились заметные кол-ва Г. (по отношению содержания 4Нс к содержанию Th и U определяют возраст минералов). В воздухе содержится ок. 5-10~4% Г. (по объ╦му). В природных и нефтяных газах содержание Г. иногда достигает 5≈10% по объ╦му (обычно значительно ниже).
Ядра *Не (альфа-частица) характеризуются очень высокой энергией связи (28,2937 МэВ), образование их из четыр╦х протонов сопровождается испусканием двух позитронов и двух нейтрино (4 1Н=4Не-г2р + -Ь
-|-2v) м выделением огромной энергии. 1'еакция синтеза 4Не, по-видимому, является осн. источником энергии Солнца и др. зв╦зд, а также источником накопления значит, хол-н Г. во Вселенном.
Г.≈ л╦гкий бесцветный одноатомный газ, плотность (при темп-рс О °С и давлении 1,013-Ю5 Па) 0,178407 кг/м3, в воде плохо растворим (в 1 л воды при О °С растворяется 9,7 мл Г.). Теплопроводность (О °С) 0,1438 Вт/м-К, вязкость (О °С) 18,00 мкПа-с. Диэлект-рич. проницаемость е (при 0°С и 1,013-Ю5 Па) 1,000074. 4Не слабо диамагнитен, у^-~0,78-10~13 м3/кг. Показатель преломления гелия для ж╦лтой линии п^≈ =1,000034.
Темп-pa кипения ≈4,22 К ≈ самая низкая среди всех жидкостей, гелий жидкий обладает рядом уникальных свойств. Г.≈ единственный элемент, к-рын не отвердевает при нормальном давлении, переход и тв╦рдое состояние возможен только при давлениях св. 2,5 МПа (см. Гелий тв╦рдый).
Химически Г. пассивен, устойчивые соединения Г. неизвестны. В атмосфере Г. проводят плавку, резку и сварку ми. металлов и сплавов, выращивание полупроводниковых и др. монокристаллом. Высокая теплопроводность Г. в сочетании с низкой способностью ого ядер вступать в реакцию с нейтронами позволяет использовать Г. для охлаждения атомных реакторов. Лит.: Ф я с т о в п к и и В. Г., Р о D и н с к и и А. К., П «тройски и Ю. В., Инертные газы, 2 изд., М., 11172.
С, С. Бердонисов.
ГЕЛИИ ЖИДКИЙ. Жидкие аНеи *Не (и их растворы) ≈ иднпствСЕНшс в природе жидкости, не затвердевающие при абс, нуле темп-ры (при атм. давлении). Благодаря малой массе атомов гелия и характерному для атомов благородных газов слабому притяжению между ними при понижении темп-ры квантовые эффекты в Г. ж, («нулевые колебания» атомов при Г=0) препятствуют его кристаллизации. 3Но и 4Не ≈ квантовые жидкости: при Т^2 К квантовые эффекты определяют поведение этих жидкостей и различие их свойств, вызванное различием в квантовой статистике, к-рой подчиняются ансамбли из атомон 3Не и 4Не. Жидкий 4Нэ ≈ Гюзе-Жидкость, т. к. его атомы ≈ бозоны; их спин ранен нулю, они подчиняются Бозе ≈ Эйнштейна стати,-спшке. Жидкий 3Пе, состоящий из фермионов ≈ атомов со спином 1/й, подчиняющихся Ферма ≈ Дирака статистике, является фермп-жщкостыо.
С понижением темп-ры Т жидкий 4Пе при Т=Т^
(ц т. и. Агточке) испытывает фазовый переход 2-го рода, новую фазу называют Не II. Тсмп-ра 7^ = 2,17 К
соответствует давлению насыщенных парив Г. ж., с ростом давления 7\\ уменьшается (рис. 1). Не II обладает аномально высокой теплопроводностью и саерх-текучестъю (II. Л. Капица, 1938), Вязкость Не II, измеренная методом колеблющегося диска, тем не менее отлична от пуля и вблизи 7\\ мало отличается
Рис. 1. Диаграмма состояния
dHi'; J ≈твердый -"Не, 2 ≈ кривая1 плавления, з ≈жидкий Hell, 4 ≈ Я-линия (линия Л,-точек), 5 ≈жидкий Holf б1 ≈ кри-ная испарения, 7 ≈ критическая точна, 8 ≈ газообразный 4Нс.
4 5 К
от вязкости нормального (несверхтекучего) 4Не. Это противоречие разрешается и Ландау "теории сверхтекучести (двухжидкостная модель Не II, Л. Д. Ландау, 1941), согласно к-poii Не И состоит из днух компонентов: нормального и сверхтекучего. Сверхтекучий
О
Г, К
Рис. 2. Тгмпоратурная зависимость относите льного содержании (ps/p) сверхтекучего компонента в Не П. При критической тгмшфатуре Т. значение р5/р=0.
Рис. 3. Спектр воаПуждх'ний в ПеП, измеренный в нейтронных {жеш'рим^нтях.; g -,
анергия т%в?1аичастицы, Р ≈ t;e импулы:.
компонент ≈ идеальная жидкость с потенциальным течением ≈ не обладает энтропией и не испытывает сопротивления при протекании сквозь узкие капилляры. Е╦ плотность р£ совпадает с. полной плотностью жидкости р при Т1≈О К и уменьшается с ростом Т
")
}
