De nucleosynthese van de elementen

Nucleosynthese is het proces waarbij kernen van zwaardere elementen, bestaande uit protonen en neutronen, worden opgebouwd uit lichtere elementen. We kennen allemaal van onze scheikundelessen nog wel het periodiek systeem, waarin de elementen keurig gerangschikt staan. Wat je daarin echter niet terug ziet is de oorsprong van de elementen, door welk proces ze gevormd zijn. En dat is wat de afbeelding hierboven wel laat zien, de processen die voor ieder element hebben gezorgd. En dat zijn er zoals je kunt zien zes, de volgende zes processen van de nucleosynthese, waarbij opgemerkt dat nr. 2 twee processen bevat, die van de lichte en zware sterren:

1. de oerknal nucleosynthese: dit is de vorming van de allerlichtste elementen tijdens de oerknal, waarmee 13,8 miljard jaar geleden het heelal ontstond. Het waren in de periode tussen 10 seconden en 20 minuten na de oerknal vooral waterstof en helium die ontstonden en een beetje deuterium en lithium.
2. de stellaire nucleosynthese: deze vindt plaats in de kern van sterren, een proces dat begon toen pakweg 200 miljoen jaar na de oerknal de eerste sterren ontstonden en dat vandaag de dag nog steeds door gaat. Zoals je aan de afbeelding ziet wordt er onderscheid gemaakt tussen de vorming van elementen door kernfusie in lichte sterren (vooral via de proton-proton cyclus), zoals onze eigen zon, en in zware sterren (vooral via de koolstof-stikstofcyclus en het s-proces).
3. de supernovae nucleosynthese: dit is de vorming van elementen tijdens de explosie van een supernova. In type Ia supernovae, veroorzaakt door exploderende witte dwergsterren die te zwaar zijn geworden, kan op deze wijze magnesium tot en met nikkel ontstaan, in type II supernovae, zeer zware sterren die na de ijzerverbranding exploderen, kunnen nog zwaardere elementen vormen, met name door het zogeheten R-proces, waarbij heel snel (de R komt van ‘rapid’) neutronen worden ingevangen.
   

   De hoeveelheid van ieder element in het zonnestelsel. Opvallend: er zijn weinig lichte elementen lithium, beryllium en boor, de grote hoeveelheden ijzer en nikkel. Credit:  MHZ`AS/WIKIMEDIA COMMONS (IMAGE); K. LODDERS, APJ 591, 1220 (2003).

4. Nucleosynthese door splijting van kosmische straling: hierbij worden elementen gevormd als zeer energierijke deeltjes van de kosmische straling andere deeltjes raken, zoals in de aardse atmosfeer of in de interstellaire ruimte met gas- en stofwolken gebeurt. Het zijn met name lichte elementen die zo kunnen ontstaan, zoals lithium, beryllium en boor.
5. De articifiële nucleosynthese: ook de mens maakt elementen en wel in het laboratorium. Het betreft allemaal kortlevende, zeer zware elementen, die (vermoedelijk) niet in de vrije natuur voorkomen.

Bron: Wikipedia + Starts with a Bang.