首页 >
S-过程
✍ dations ◷ 2025-08-07 22:02:16 #S-过程
S-过程,或称为慢中子捕获过程,是发生在相对来说中子密度较低和温度中等条件下的恒星进行核合成过程。在这样的条件下,原子的核心进行中子捕获的速率相较之下就低于β负衰变。稳定的同位素捕获中子;但是放射性同位素在另一次中子捕获前就先衰变成为稳定的子核,这样经由β稳定的过程,使同位素沿着同位素列表的槽线移动。S-过程大约创造了另一半比铁重的元素,因此在星系化学演化中扮演着很重要的角色。S-过程与更快速的r-过程中子捕获不同的是它的低速率。S-过程似乎必须从重元素的同位素相对丰度和在1956年由Hans Suess(英语:Hans Suess)和哈罗德·尤里重新印制的化学元素丰度表来观察,尤其是锶、钡、和铅这三种元素丰度的峰值。根据量子力学和壳层模型,这三种是特别稳定的核子,行为很像惰性气体,在化学上是无活性的。这暗示了有些含量丰富的核子必须经由慢中子捕获来创造,并且也只能估算哪些核子可以经历这样的过程。回顾1957年,即有一篇现称为B2FH的论文提出了S-过程和R-过程的分摊表,也认为S-过程会在红巨星内发生。 但是,直到1961年才有计算的模型指出,无论在任何时间要创造出比铁重的元素,都要以铁为种核。这件工作显示,天文学家在某些红巨星观察到异常丰度的钡,如果中子的累积通量(每单位区间内中子的数量)适当的话,可能是以铁为种核产生的。它也显示唯一的累积通量不可能说明观测到的s-过程丰度,但是大范围的累积通量是必须的,铁的种核暴露在特定累积通量下的数量必须随着中子强度的增加而减少。这项工作也显示,中子捕获的截面积相对于丰度不是平滑的下降曲线,而是有着悬崖绝壁的构造。在1970年代,克莱顿在以指数下降的中子累积通量做为铁种核的函数为基础的假设下,这样的结果被当成S-过程的标准模型,并维持到对渐近巨星分支(AGB)的核合成有了详细的了解,获得足够的进展,才成为建立在恒星结构模型上的标准模型。
1965年,来自橡树岭国家实验室一系列有关中子捕获截面积测量的重要报告
和其后在1982年来自卡尔斯鲁厄核物理中心的,
才使s-过程得以在今天获得一定数量的稳固位置和享受它的地位。S-过程被认为能发生在大部分的渐近巨星分支恒星;相对的,R-过程被认为发生在超新星爆炸环境的最初几秒钟内,而S-过程在这样的环境下可以持续进行数千年。S-过程在同位素图上使质量数的增加,根本上取决于恒星能产生的中子数量,以及起初开始时铁元素在恒星内丰度的分布。铁是系列的中子捕获或是β负衰变合成新元素的原始材料(或是种子)。主要的中子源反应如下:13C + α → 16O + n22Ne + α → 25Mg + n主要的和微弱的S-过程有一个明显的区别。主要的成分导致低金属量恒星的Sr和Y,成为Pb,主要成分发生的场所在低质量的渐近巨星分支恒星。一篇发表在Science杂志上的简短而精彩的文章,讨论和说明了两颗在AGB阶段的中子源如何经营之间复杂的脉动周期。在另一方面,S-过程弱的成分,综合了由铁的族群成为Sr和Y,并且发生的场所在氦和碳燃烧结束阶段的大质量恒星。这些恒将成为超新星,并将这些同位素扩散致星际空间内。S-过程经常使用数学上所谓的局部近似来处理,建立在恒星内的中子流量是常数的假设下,先假设一个元素自然丰度的理论模型,所以丰度的比率与产生不同的同位素中子捕获截面积比率是相反的。这种局部近似-如同名称所显示的-只是局部的有效,意为着多数的同味素有着相同的原子量。因为期待的S-过程发生在相对于低中子的通量(数量级在105至1011中子每公分2每秒),这种过程不能产生如钍或铀这样重的放射性同位素。S-过程周期终止于:
209Bi + n0 → 210Bi + γ210Bi → 210Po + β-210Po → 206Pb + α铅-206接着捕获3个中子,产生Pb-209,然后由β负衰变成为铋,重复这个循环。星际尘埃是宇宙尘的一种成分。在成为太阳系内被找到的陨石之前,这些单独的固体颗粒是来自早已死亡的恒星,并被保存了下来。对这些颗粒的测量,在实验室内显示这些颗粒内的元素有着异常的同位素丰度,结果给予天体物理学新的认知。 硅碳化物的颗粒在AGB 恒星的大气中凝聚,而成为这些恒星会拥有这些同位素。因为AGB恒星是银河系内进行S-过程的主要场所,因此重元素的硅碳化物颗粒实际上纯粹是S-过程产生的同位素。这个事实经由溅射离子质谱仪对前太阳系颗粒的研究被一再的展示。 有些溅射的结果显示S-过程和R-过程的丰度比率和早先假设的有些不同,它也显示了氪和氙在恒星大气层的丰度会因S-过程而随时间改变,或是因恒星而异,推测可能是中子浓度的累积通量或是温度的影响。这是现今对S-过程研究的新领域。
相关
- 前列腺素前列腺素(Prostaglandin,简称:PG)是一类具有五元脂肪环、带有两个侧链(上侧链7个碳原子、下侧链8个碳原子)的20个碳的酸。是一类激素。PGA PGB PGC PGD PGE PGF PGG PGH PGIPGE2在
- 解毒剂解毒剂指可以解除毒性的物质。常见的毒物和对应的解毒剂有:抗高血压药 · 利尿剂 · 血管舒张剂 · β受体阻断剂 · 钙离子通道阻滞剂 · 肾素-血管紧张素系统(ACE
- RNA表达基因表达(英语:Gene expression)是用基因中的信息来合成基因产物的过程。产物通常是蛋白质,但对于非蛋白质编码基因,如转运RNA(tRNA)和小核RNA(snRNA),产物则是RNA。所有已知生物都通
- 咯萘啶咯萘啶是一种抗疟疾药物。它于1970年首次制造,自20世纪80年代以来一直在中国临床使用。咯萘啶是苯并萘啶的衍生物,为中国研制的一种抗疟药。对红内期疟原虫有杀灭作用,对耐氯喹
- 生殖器生殖器官是指在复杂生物体上任何与有性繁殖及组成生殖系统有关的组织(严格意义上,不一定都属于器官)。另外有相关的性器官一词,广义地说是指会带来性快感的器官。生殖腺是指产生
- 翼状胬肉翼状胬肉(pterygium)是指一种粉红色的三角形组织生长于眼角膜上,是眼科常见的疾病。通常始于靠近鼻梁那一侧的巩膜,生长极慢且常见于双眼,但通常不会长得大到足以遮蔽瞳孔。病因
- 法定假日公众假日,又常被称为法定假日、公休假、国定假日、公共假期、法定假期、劳工假期、工厂假期、法定节假日,泛指被法律所承认的通用的假日。这种假日被立法或行政机关,依法律或法
- 干眼症干眼症(英语:Dry eye syndrome, DES),又名干性角结膜炎(keratoconjunctivitis sicca, KCS),是一种眼睛干涩的状态。其他的症状包括眼睛过敏、发红、多眼屎或是容易疲劳,也可能出现视
- 固br /结br /纪固结纪(Statherian,符号PP4)是地质时代中的一个纪,开始于同位素年龄1800±0百万年(Ma),结束于1600±0Ma。固结纪期间蓝藻、细菌繁盛。固结纪属于前寒武纪元古宙古元古代;固结纪的
- 浮游生物浮游生物(英语:Plankton)泛指生活于水中而缺乏有效移动能力的漂流生物,其中分有浮游植物及浮游动物。部分浮游生物具游动能力,但其游动速度往往比它自身所在的洋流流速来得缓慢,因