化学要素はいくつありますか？

化学元素は、水素や酸素などの原子の一種です。 2011年現在、118個の元素が観測されており、そのうち98個が地球上で自然に発生しています。 20の要素が原子炉または粒子加速器実験で人工的に作成されます。 大量に作成された最初の合成元素はプルトニウム、元素94でした。プルトニウムは、地球上で自然に見つかる最も重い原子でもあります。 半減期はわずか8000万年で、プルトニウムはウラン鉱石中に非常に少量しか発生しません。

現在の化学元素は、超新星元素合成、恒星元素合成、およびビッグバン元素合成の3つのソースのいずれかに由来します。 原子核が非常に密接に、そしてそれらが電子殻の相互反発に打ち勝ってより重い核を生成するほどの高熱で一緒に押されると、核合成が起こります。 このようにして、十分な温度と圧力の条件に達すると、水素原子核はヘリウム原子核に融合し、ヘリウム原子核は炭素核に融合します。

当初、宇宙は非常に熱く、密度が高かったため、自由クォーク（陽子と中性子の成分）、電子、および放射線のみで構成されていました。 100万分の1秒後、クォークはバリオンに融合し始めました：陽子と中性子。 ビッグバン後の最初の20分間、宇宙の温度は最も明るい星の中心の温度を超え、空気よりも密度が高くなりました。 この期間中、陽子と中性子はエネルギー的に衝突して、より大きな核を形成しました：重水素とヘリウムの2つの同位体。 宇宙のすべての物質の25％がヘリウムに変換され、約75％の水素が、リチウムなどの微量元素とともに微量になりました。 これは、化学元素の当日の比率に似ています。

最初の星はビッグバンの約3億年後に形成され、恒星型元素合成と呼ばれる別の元素合成を開始しました。 星の元素合成では、星の中心にある非常に圧縮された物質が核融合を受け、大量のエネルギーを放出し、星を崩壊させるように作用する重力のバランスを取ります。 これは、継続的に爆発するH爆弾と考えることができます。 周期表上の鉄までの元素は、星の元素合成で形成されます。

鉄よりも重い元素を作成するには、別のタイプの核合成、超新星元素合成が必要です。 超新星は、星が核ですべての核燃料を消費した後、壊滅的に崩壊したときに発生します。 星の大気エンベロープは重力により内側に崩壊し、ほとんど非圧縮性の「電子縮退」物質でできたコアを跳ね返します。 この突然の跳ね返りの間に、星の材料の数パーセントがほぼ瞬時に重い元素に融合します。 これにより、超新星がホスト銀河を数日または数週間輝かせるのに十分なエネルギーが放出されます。 鉄より重い元素は、この信じられないほど精力的な宇宙の出来事の間に合成されます。