r-proces

Iz Wikipedije, proste enciklopedije
Pojdi na navigacijo Pojdi na iskanje
Tabela izvora težkih elementov

Jedrski procesi
Radioaktivni razpad
Nukleosinteza

r-proces (iz angleškega Rapid - "hiter") ali hiter proces zajemanja nevtronov je proces tvorbe težjih jeder iz lažjih z zaporednim zajemanjem nevtronov med reakcije.

Zajem nevtronov se nadaljuje, dokler je hitrost zajemanja nevtronov višja od stopnje razpada izotopa . Nato se atom podvrže β - razpadu in zajemanje nevtronov se nadaljuje.

Zgodovina odkritij

Leta 1956 sta Hans Suess in Harold Urey objavila tabelo številčnosti kemičnih elementov . Ta tabela je nakazovala obstoj neke hitre reakcije zajemanja nevtronov, saj so imeli težki elementi v njej precej visoko relativno številčnost. Visoke koncentracije germanija , ksenona in platine bi lahko obstajale le, če bi hitrost zajemanja nevtronov z radioaktivnimi izotopi težkih elementov presegla hitrost β-razpada prav teh elementov. V skladu s teorijo strukture lupine jedra morajo radioaktivna jedra razpadti na izotope zgoraj naštetih elementov, ki jim ni mogoče dodati dodatnih nevtronov. Iz relativno visoke številčnosti zgoraj naštetih jeder sledi, da lahko v podobnih reakcijah zajemanja nevtronov sodelujejo tudi drugi elementi. Procese hitrega zajemanja nevtronov z izotopi, tudi bogatimi z nevtroni, imenujemo r-procesi (iz angleškega rapid – hiter). Tabela številčnosti težkih izotopov, ki fenomenološko ločuje s-procese in r-procese, je bila prvič objavljena v raziskavi B2FH leta 1957, ki je dala ime in opisala fiziko teh procesov. B2FH je vključil tudi teorijo zvezdne nukleosinteze in oblikoval nekatere glavne ideje sodobne jedrske astrofizike .

r-proces, opisan v B2FH, so prvič uspešno numerično simulirali na Kalifornijskem inštitutu za tehnologijo s strani Philipa Seegerja , Williama Fowlerja in Donalda Claytona , ki so izračunali številčnost vključenih elementov in pokazali tudi razvoj procesa skozi čas. Uspelo jim je tudi natančneje modelirati razlike v s-procesih in r-procesih, ki vključujejo težke izotope, in s tem pridobiti natančnejše podatke o razširjenosti r-procesa od tistih, podanih v B2FH.

Večina izotopov, bogatih z nevtroni, elementov, težjih od niklja, nastane bodisi izključno ali deloma z β-razpadom visoko radioaktivnih snovi, pridobljenih kot posledica zaporednega zajema nevtronov v r-procesih.

Jedrske reakcije

Potek r-procesa v zvezdah

Verjetni pogoji za pojav r-procesa v zvezdah:

  • Udarni val, ki nastane med eksplozijo supernove , ki prehaja skozi plasti helija in neona , povzroči reakcijo z zahtevano koncentracijo nevtronov.
  • Osrednji del masivne zvezde pred supernovo vsebuje veliko število nevtronov in -delci, ki nastanejo pri fotorazpadu železa na zadnji stopnji evolucije. V središču takšne zvezde so ustvarjeni pogoji za eksplozivno sintezo elementov.

Sproščanje nevtronov med zajemanjem elektronov med kolapsom jedra supernove, skupaj s povečanjem gostote snovi, naredi r-proces glavni proces, ki se lahko zgodi tudi pri zvezdah tipa III , ki so v celoti sestavljene iz vodika in helija. . To se nekoliko razlikuje od vloge r-procesa kot manjšega in zahtevanega železa, kot je opisano v B2FH.

Poglej tudi

Povezave

  • pr.n.št. Ishkhanov , I. M. Kapitonov , I. A. Tutyn . Reakcije pod vplivom nevtronov r-proces (27. 2. 2009). Datum zdravljenja: 26. junij 2010.
  • R. Reifarth, C. Lederer, F. Käppeler. Neutronske reakcije v astrofiziki (angleščina) // Journal of Physics G: Nuclear and Particle Physics. - 2014. - letnik. 41 . - P. 053101 . - arXiv : 1403.5670 .
  • Burbidge, EM; Burbidge, GR; Fowler, WA; Hoyle, F. (1957). "Sinteza elementov v zvezdah". Pregledi sodobne fizike . 29 (4): 547-650. Bibcode : 1957RvMP ... 29..547B . DOI : 10.1103 / RevModPhys.29.547 .
  • Thielemann, F.-K.; et al. (2011). "Katera so astrofizična mesta za r- proces in proizvodnjo težkih elementov?". Napredek v fiziki delcev in jedrski fiziki . 66 (2): 346-353. Bibcode : 2011PrPNP..66..346T . DOI : 10.1016 / j.ppnp.2011.01.032 .