Proces p

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Skocz do: nawigacja, szukaj
Procesy jądrowe
Procesy rozpadu jądrowego

Procesy syntezy jądrowej

Proces p – proces nukleosyntezy trzeciego rzędu zachodzący w wybuchu supernowej, odpowiedzialny za tworzenie bogatych w protony jąder atomowych cięższych od żelaza. Nie polega on na wychwycie protonu, jak sugerowałaby jego nazwa, lecz na reakcjach fotojądrowych.

Kiedy proces ten został po raz pierwszy zaproponowany w słynnej teorii „B²FH” w 1957 roku[1], fizyka tego procesu nie była jeszcze dobrze zrozumiana. Autorzy wierzyli, że większość jąder atomowych cięższych od żelaza, które są przeważnie bogate w neutrony została stworzona w procesie s i procesie r, obu mechanizmach zachodzących przez wychwyt neutronu. Jednak wiadomym było, że inne, bogate w protony jądra atomowe nie mogą być wyprodukowane przez żaden z tych dwóch procesów (np. jądra 190Pt albo 168Yb). To proste spostrzeżenie zasugerowało istnienie procesu, który prowadzi do produkcji pewnych ciężkich protononadmiarowych jąder i tak został on nazwany po prostu procesem protonowym, w skrócie procesem p. Proces ten, jak jest dzisiaj rozumiany, nie ma nic wspólnego z wychwytem protonu, jak by to mogła sugerować nazwa i tym samym nie należy mylić procesu p z procesem rp, który faktycznie przebiega przez wychwyt protonu. Pozostawiona nazwa procesu p ma sugerować, iż chodzi o mechanizm nukleosyntezy prowadzący do wytworzenia jąder ciężkich o możliwie największym udziale protonów.

Mając do dyspozycji stabilne jądro atomowe są dwa sposoby zwiększenia stosunku liczby protonów do liczby neutronów – można zwiększyć liczbę protonów lub zmniejszyć liczbę neutronów. Na dodawaniu protonów opiera się proces rp, zaś proces p zachodzi poprzez reakcje fotojądrowe, w trakcie których foton gamma wybija nukleony (w szczególności neutrony) z jądra atomowego (dlatego też proces p jest czasem określany jako proces gamma). Są dwie istotne dla procesu p reakcje jądrowe: wybicie z jądra atomowego neutronu bądź cząstki alfa przez foton promieniowania gamma, zapisywane odpowiednio jako (γ,n) i (γ,α).

Astrofizyka[edytuj | edytuj kod]

Podczas eksplozji supernowej II typu temperatura osiąga wartości od 2·109 K do 3·109 K. Wynikłe z tego promieniowanie tworzy „kąpiel fotonową”, która może prowadzić do reakcji fotojądrowych z jądrami wyprodukowanymi w procesie s i procesie r. W tych warunkach, jak się uważa, reakcje fotodezintegracji są odpowiedzialne za produkcję niektórych, protononadmiarowych jąder atomowych z więcej niż 100 nukleonami (A>100). Ostatnio wysunięto hipotezę, że łączenie gwiazd neutronowych podczas ich zderzenia w układzie podwójnym będzie miało podobne warunki i może również odgrywać rolę w produkcji jąder, które powstają w procesie p, lecz to nie zostało jeszcze potwierdzone obserwacyjnie. Ponieważ proces p trwa tylko przez krótki czas, w trakcie którego neutrony lub cząstki alfa są wybijane z ciężkich jąder wyprodukowanych innymi drogami, jądra wytworzone przez ten proces występują rzadziej niż sąsiednie izotopy i izotony. Proces p może również przyczynić się do produkcji jąder atomowych wytwarzanych podczas procesów: r, s lub rp, lecz zwykle wkład ten jest niewielki.

Przypisy

  1. E. M. Burbidge, G. R. Burbidge, W. A. Fowler, Fred Hoyle. Synthesis of the Elements in Stars. . 29, s. 547-650, 1957. doi:10.1103/RevModPhys.29.547.