本文關(guān)鍵詞： 原初核合成 大爆炸模型 宇宙微波背景 網(wǎng)絡(luò)方程 反應(yīng)率　出處：《北京化工大學(xué)》2010年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】： 大爆炸核合成是宇宙模型中非常重要的一環(huán),它不僅是我們了解宇宙早期奧秘的窗口,同時(shí)也是探測基本物理最有力的工具,而且這一作用在今天顯得更加重要。本文主要對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的大爆炸模型下控制大爆炸核合成的動(dòng)力學(xué)方程進(jìn)行研究,并對(duì)其進(jìn)行計(jì)算所需的初始量予以詳細(xì)介紹,其中包括宇宙熱力學(xué)量,各核素初始豐度,反應(yīng)率等等。在核合成計(jì)算過程中,選取有效的數(shù)值方法來求解核反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)方程是關(guān)鍵。由于天體環(huán)境的特殊性,核反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)方程的剛性非常強(qiáng),剛性系數(shù)大于1015司空見慣,這在計(jì)算時(shí)給我們帶來了巨大的困難,為此我們介紹了相應(yīng)的數(shù)值解法。同時(shí)我們更新核反應(yīng)率數(shù)據(jù)庫,利用新的反應(yīng)率建立核反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)方程并進(jìn)行計(jì)算。其次,利用我國原子能科學(xué)研究院核天體實(shí)驗(yàn)小組測得的8Li(n,γ)9Li反應(yīng)率,我們進(jìn)行核合成模擬重點(diǎn)研究反應(yīng)鏈8Li(n,γ)9Li(α,n)12B(β)12C對(duì)CNO的合成所起的作用。我們分別進(jìn)行了兩次核合成模擬計(jì)算,一次包括8Li(n,γ)9Li(α,n)12B(β)12C鏈,一次不包括此鏈,計(jì)算結(jié)果顯示在添加了前人研究中忽略的8Li(n,γ)9Li(α,n)12B(β)12C鏈后12C的豐度增加了一個(gè)量級(jí)。為了弄清該反應(yīng)鏈對(duì)碳氮氧元素合成的具體作用,我還進(jìn)行了反應(yīng)流量計(jì)算,通過分析碳氮氧的合成,此鏈在標(biāo)準(zhǔn)的大爆炸模型下開啟了一條從輕元素到碳氮氧合成的重要通道,盡管絕對(duì)產(chǎn)額依然很小,但是由于宇宙早期第一代結(jié)構(gòu)塌縮形成的星系的物理機(jī)制在很大程度上取決于當(dāng)時(shí)氣體云的成份,所以這一發(fā)現(xiàn)是十分重要的。
[Abstract]:The Big Bang nuclear synthesis is a very important part of the universe model. It is not only a window to understand the early mysteries of the universe, but also the most powerful tool to detect basic physics. And this role is more important today. In this paper, the dynamic equation of controlling the synthesis of the big bang nucleus under the standard big bang model is studied, and the initial amount needed for its calculation is introduced in detail. These include cosmic thermodynamic quantities, initial abundance of nuclides, reaction rates and so on. In the process of nuclear synthesis calculation, it is crucial to select effective numerical methods to solve the equations of nuclear reaction network, because of the particularity of celestial environment. The rigidity of the nuclear reaction network equation is very strong, and the rigidity coefficient is more than 1015, which brings us great difficulties in calculation. For this reason, we introduce the corresponding numerical solution. At the same time, we update the database of nuclear reaction rate, use the new reaction rate to set up the equation of nuclear reaction network and calculate it. Secondly. Using the reaction rate of 8Lin, 緯 ~ (9Li) determined by the experimental group of nuclear celestial bodies of the Institute of Atomic Energy Sciences of China, we have carried out the nuclear synthesis simulation to study the reaction chain 8Lin, 緯 ~ (9) Li (偽). The effect of Nb12B (尾 ~ (12) C) on the synthesis of CNO. We have simulated the nuclear synthesis twice, one time including 8Lin, 緯 ~ (9) Li (偽). The calculated results show that the addition of 8Lin, 緯 ~ (9) Li (偽), which is neglected in previous studies, has been carried out in the Nb12B (尾 ~ (12) C) chain, which is not included in this chain at one time. The abundance of 12C was increased by one order of magnitude. In order to find out the specific effect of the reaction chain on the synthesis of carbon, nitrogen and oxygen, I also calculated the reaction flow rate. By analyzing the synthesis of carbon-nitrogen-oxygen, the chain opens an important pathway from light elements to carbon-nitrogen-oxygen synthesis under the standard Big Bang model, although the absolute yield is still very small. But the discovery is important because the physical mechanism of galaxies formed by the collapse of the first generation of structures in the early universe depends to a large extent on the composition of the gas cloud at that time.
【學(xué)位授予單位】：北京化工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類號(hào)】：P159

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本文編號(hào)：1472060