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Cattura dell'elio

Le reazioni di fusione nucleare che si innescano, all'interno di una stella, tra i nuclei atomici più "pesanti" del carbonio richiedono valori di temperatura molto elevati, che sono difficilmente raggiungibili negli interni stellari.

Ma la formazione degli elementi più "pesanti" del carbonio può avvenire seguendo una strada più "facile".

Poiché la forza repulsiva che si manifesta tra due nuclei di carbonio 12 risulta essere ben 3 volte più intensa di quella presente tra un nucleo di carbonio 12 e uno di elio 4, la fusione di un nucleo di carbonio 12 con uno di elio 4 avviene a una temperatura più bassa rispetto a quella necessaria per fondere due nuclei di carbonio 12; di conseguenza, la prima reazione sarà molto più probabile della seconda.

Analogamente, l'ossigeno 16, prodotto dalla fusione del carbonio 12 con l'elio 4, può combinarsi con un altro nucleo di ossigeno 16, a una temperatura di circa 109 gradi Kelvin, per formare un nucleo di zolfo 32. Ma è molto più facile che un nucleo di ossigeno 16 catturi un nucleo di elio 4 (se disponibile) per formare un nucleo di neon 20. La seconda reazione è molto più probabile poiché richiede una temperatura più bassa di quella necessaria per la fusione di due nuclei di ossigeno 16.

Così, man mano che una stella evolve, gli elementi più pesanti tendono a formarsi attraverso la cattura di nuclei di elio 4 da parte degli elementi già formati, piuttosto che dalla fusione di nuclei dello stesso tipo.