p süreci - p-process
Terimi, p-işlem ( s için proton ) ilişkin, bilimsel literatürde iki şekilde kullanılır Astrofiziksel elemanlarının (kökeni nükleosentez ). Esasında bazı, doğal olarak meydana gelen, nötron eksikliği kaynağı olan bir proton yakalama işlemi de ifade izotopları arasında elemanları arasından selenyum için cıva . Bu nüklidlere p-çekirdekleri denir ve kökenleri hala tam olarak anlaşılamamıştır. Başlangıçta önerilen işlemin p-çekirdeklerini üretemediği gösterilmiş olmasına rağmen, daha sonra p-işlemi terimi bazen genel olarak p-çekirdeklerinden sorumlu olduğu varsayılan herhangi bir nükleosentez sürecine atıfta bulunmak için kullanıldı .
Çoğu zaman, iki anlam karıştırılır. Bu nedenle son bilimsel literatür, astrofizikteki diğer nükleosentez süreçlerinde alışılmış olduğu gibi, yalnızca gerçek proton yakalama süreci için p-prosesi terimini kullanmayı önerir.
Proton yakalama p süreci
Protonca zengin nüklidler, bir atom çekirdeğine sırayla bir veya daha fazla proton eklenerek üretilebilir . (p,γ) tipindeki böyle bir nükleer reaksiyona proton yakalama reaksiyonu denir . Bir çekirdeğe bir proton ekleyerek, element değiştirilir çünkü kimyasal element bir çekirdeğin proton sayısı ile tanımlanır . Aynı zamanda, protonların nötronlara oranı değiştirilir ve bu da bir sonraki elementin daha nötron eksikliği olan bir izotopuyla sonuçlanır. Bu, p-çekirdeklerinin üretimi için orijinal fikre yol açtı: serbest protonlar ( hidrojen atomlarının çekirdekleri yıldız plazmalarında bulunur ), ayrıca yıldız plazmasında zaten mevcut olan (önceden Dünya'da üretilen) ağır çekirdekler ( tohum çekirdekleri ) üzerinde yakalanmalıdır. s -process ve/veya r -process ).
Bununla birlikte, kararlı nüklidlerde (veya neredeyse kararlı) bu tür proton yakalamaları, p-çekirdekleri, özellikle daha ağır olanları üretmede çok verimli değildir, çünkü eklenen her proton ile elektrik yükü artar, bu da bir sonraki protonun artan itmesine yol açar. Coulomb yasasına göre eklendi . Nükleer reaksiyonlar bağlamında buna Coulomb bariyeri denir . Coulomb bariyeri ne kadar yüksekse, bir protonun çekirdeğe yaklaşması ve onun tarafından yakalanması için o kadar fazla kinetik enerji gerekir. Mevcut protonların ortalama enerjisi , yıldız plazmasının sıcaklığı tarafından verilir . Bu sıcaklık keyfi olarak artırılabilse bile (yıldız ortamlarında durum böyle değildir), protonlar , yüksek sıcaklıkta yakalanabileceklerinden daha hızlı bir şekilde foto parçalanma yoluyla bir çekirdekten çıkarılır . Olası bir alternatif, sıcaklığı çok fazla yükseltmek zorunda kalmadan saniyede etkin proton yakalama sayısını artırmak için çok fazla sayıda protona sahip olmak olabilir. Bununla birlikte, bu tür koşullar, p sürecinin yeri olduğu varsayılan çekirdek-çöküş süpernovalarında bulunmaz .
Aşırı yüksek proton yoğunluklarında proton yakalamalarına hızlı proton yakalama süreçleri denir . Sadece gerekli yüksek proton yoğunluğu ile değil, aynı zamanda çok kısa ömürlü radyonüklidlerin dahil olması ve reaksiyon yolunun proton damlama hattına yakın olması nedeniyle p-işleminden farklıdırlar . Hızlı proton yakalama süreçleri, rp süreci , νp süreci ve pn sürecidir .
Tarih
p-işlemi terimi ilk olarak 1957'de ünlü B 2 FH makalesinde önerildi. Yazarlar bu işlemin yalnızca p-çekirdeklerinden sorumlu olduğunu varsaydılar ve bunun hidrojen kabuğunda meydana geldiğini öne sürdüler (ayrıca bkz. yıldız evrimi ) tip II süpernova olarak patlayan yıldız . Daha sonra bu tür süpernovalarda gerekli koşulların bulunmadığı gösterildi.
B 2 FH ile aynı zamanda , Alastair Cameron bağımsız olarak nötron yakalama nükleosentezine başka bir nükleosentez işlemi eklemenin gerekliliğini fark etti, ancak sürece özel bir isim vermeden sadece proton yakalamalarından bahsetti. Ayrıca alternatifleri de düşündü, örneğin foto parçalanma ( bugün γ süreci olarak adlandırılıyor ) veya p süreci ile foto parçalanmanın bir kombinasyonu.