우주원소존재비

우주원소존재비(宇宙元素存在比, cosmic abundance)^[1]란 우주 안에 존재하는 원소들의 비율이다.

원소별 존재비[편집]

빅뱅 당시 만들어진 수소와 헬륨이 가장 흔하다. 태양계의 70.7%가 수소, 27.4%가 헬륨이므로 그 이외의 원소는 아무리 다 합해도 2%에 미치지 못한다.

그 다음 세 원소(리튬, 베릴륨, 붕소)는 빅뱅에서도, 항성 핵융합에서도 많이 합성되지 않았거나, 불안정하기 때문에 드물다.

베릴륨: 헬륨은 상당히 안정된 원소이기 때문에 양성자 4개와 중성자 4개로 이루어진 베릴륨-8은 만들어지자마자 바로 헬륨 2개로 분열된다. 결과적으로 중성자가 하나 더 많은 베릴륨-9밖에 남지 않으므로 우주에는 아주 소량만 존재한다.
탄소: 탄소는 베릴륨과 다르게 헬륨보다 더 안정적이다. 헬륨 2개가 충돌할 때보다 3개가 충돌하는 경우가 드물어서 원래대로라면 탄소는 베릴륨-8보다 더 적은 양이 만들어져야 한다. 그런데 베릴륨8이 안정적이지 않은 만큼 [[탄소12]의 양이 상대적으로 많아졌기 때문에 탄소는 더 많이 존재한다.
리튬과 붕소: 리튬과 붕소도 베릴륨 정도는 아니지만 적게 존재한다. 양성자와 중성자 개수가 우연히 만들어지기 힘든 조합이기 때문이다.

철은 1핵자당 결합에너지가 가장 크고 원소가 안정적이므로 많이 존재한다. 그보다 원자번호가 큰 원소는 초신성 폭발 때문에 생겨났고, 불안정적이어서 소량 존재한다. 그래프의 오른쪽으로 갈수록, 주기율표의 아래쪽으로 갈수록 무거운 원소이고 존재량이 적어진다.

원자핵은 양성자 수가 짝수인 경우가 홀수인 경우보다 에너지가 안정된다는 성질이 있어서, 결과적으로 원자번호가 짝수인 원소가 많다. 이것을 오도-하킨스의 법칙(영어: Oddo-Harkins rule)이라고 한다.^[2]

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