核天體物理中重元素是如何產(chǎn)生的,是研究的重點(diǎn)問題之一。恒星中,由Fe到U的元素約一半是s過程產(chǎn)生的,其中由Fe到Zr的元素主要由弱s過程合成。弱s過程核合成中,⁵⁸Ni含量非常豐富,與⁶²Ni一樣在核合成路徑上是種子核素,因此對(duì)s過程核合成呈現(xiàn)出特有的瓶頸效應(yīng);然而,⁶²Ni在模型計(jì)算中相比太陽系元素觀測(cè)數(shù)據(jù)通常被過量估算,其中子捕獲輻射數(shù)據(jù)極其有限,測(cè)量精度不夠,高激發(fā)態(tài)能級(jí)的自旋-宇稱指認(rèn)也存在爭(zhēng)議,因而限制了恒星模型中s過程和r過程的計(jì)算精度。本課題中,我們利用多道多能級(jí)的AZURE復(fù)合核R-matrix程序,對(duì)2014年P(guān).Zugec的⁵⁸Ni（n,γ）⁵⁹Ni、1963年J.Konijn的⁵⁸Ni（n,p）⁵⁸Co、1997年V.V.Ketlerov和1999年A.Fessler的⁵⁸Ni（n,α）⁵⁵Fe以及1970年A.Ernst等人的⁶¹Ni（n,γ）<... 

【文章來源】：湘潭大學(xué)湖南省

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

大質(zhì)量恒星燃燒形成的洋蔥皮結(jié)構(gòu)[1]

湘潭大學(xué)碩士學(xué)位論文4圖1.1大質(zhì)量恒星燃燒形成的洋蔥皮結(jié)構(gòu)[1](4)超鐵元素合成對(duì)于A＞56的原子核，產(chǎn)生機(jī)制主要是中子俘獲反應(yīng)，同時(shí)也伴有β-衰變反應(yīng)。根據(jù)中子密度的不同，可使反應(yīng)通過兩條不同的道路進(jìn)行。當(dāng)中子密度高，中子俘獲時(shí)間遠(yuǎn)小于其半衰期時(shí)，此時(shí)進(jìn)行的是快中子俘獲，也稱為r過程，r過程產(chǎn)生了約一半的由Fe到Bi的重元素豐度。當(dāng)中子密度低，中子俘獲速度較慢，在俘獲中子之前先發(fā)生β反應(yīng)再進(jìn)行中子俘獲的過程被稱為慢中子俘獲過程，即為s過程[9,10,11]。s過程產(chǎn)生了另一半的由Fe到Bi的重元素，發(fā)生的溫度范圍為T=0.09-1GK，所需的中子密度ρ=106-1012cm-3，主要沿著核素圖上的Beta穩(wěn)定線緩慢進(jìn)行。核合成路徑如圖1.2[7]所示。圖1.2天體環(huán)境中的核合成路徑[7]1.2弱s過程核合成及Ni元素中子俘獲反應(yīng)1.2.1弱s過程核合成s過程分為強(qiáng)s過程、主s過程和弱s過程[12-14]等三個(gè)過程；其中強(qiáng)s過程

第1章緒論5產(chǎn)生了約一半的208Pb元素，而主s過程存在于質(zhì)量為1.3-8個(gè)太陽質(zhì)量的AGB星中，主要合成質(zhì)量數(shù)A范圍為90<A<208的核素；在8-10個(gè)太陽質(zhì)量以上的大質(zhì)量恒星中，發(fā)生的弱s過程主要合成由Fe到Sr(60<A<90)的元素[12,15]，相關(guān)的核合成反應(yīng)相關(guān)元素如圖1.3、圖1.4所示。圖1.3s過程反應(yīng)路徑上的Ni-Cu-Zn反應(yīng)區(qū)[12];其中，黑色實(shí)箭頭表示中子俘獲反應(yīng)流，紅色虛箭頭表示beta衰變反應(yīng)流多年來，人們通過恒星模型大量研究了包括AGB星和大質(zhì)量恒星在內(nèi)的恒星燃燒驅(qū)動(dòng)反應(yīng)機(jī)制。弱s過程的中子其主要的來源是對(duì)流的He燃燒核心以及后面C燃燒對(duì)流殼層中的22Ne(α,n)25Mg反應(yīng)，這兩種場(chǎng)址下對(duì)應(yīng)反應(yīng)發(fā)生的溫度分別在約0.3GK和1GK附近。其中，燃燒核22Ne來自于CNO循環(huán)中14N的α粒子俘獲輻射反應(yīng)鏈，即：FNeONCNNpCp2218181414131312),()(),(),()(),(在He燃燒盡期，部分22Ne元素生存了下來，因此C燃燒殼層中22Ne(α,n)25Mg反應(yīng)得以繼續(xù)進(jìn)行，其中所需的ɑ粒子來自于12C(12C,ɑ)20Ne反應(yīng)道的粒子發(fā)射[9]。弱s過程因?yàn)橹凶用芏鹊�，不存在中子捕獲及其逆向流的反應(yīng)流平衡；因此弱s過程進(jìn)程不僅直接影響捕獲中子參與核的同位素豐度，也影響其后更重原子核質(zhì)量數(shù)分布。這樣的傳遞效應(yīng)對(duì)于s過程種子核素來說顯得尤為關(guān)鍵。這方面一個(gè)典型的例子是62Ni(n,γ)63Ni反應(yīng)，這個(gè)反應(yīng)不但關(guān)系到62,63Ni同位素豐度，也影響到63Cu，65Cu等元素豐度分布，是解釋恒星模型中63Cu，65Cu過量產(chǎn)生的極其關(guān)鍵反應(yīng)，目前已有一些相關(guān)測(cè)量的研究報(bào)道。對(duì)于Fe、Zn質(zhì)量以上的重元素（Kr,Sr等）反應(yīng)截面測(cè)量，因?yàn)閭鬟f效應(yīng)其測(cè)量不確定度一般在10%以上；若Fe到Sr元素中子俘獲截面測(cè)量精度達(dá)到3%-5%，重元素豐度不確定性會(huì)有一定程度的提高。限于當(dāng)前探測(cè)技術(shù)，弱s過程對(duì)

【參考文獻(xiàn)】：
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博士論文
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本文編號(hào)：3523228