كتب possible operations

عملية البروتون (عملية P)

في عملية البروتون، يُقترح أن النواة الغنية بالبروتون تُصنع من بضع التقاطات للبروتون على النيوكليدات المستقرة، كما تنشأ نواة البذور من عملية الاتقاط السريعة وعملية الاتقاط البطيئة وهي موجودة بالفعل في البلازما النجمية. كما هو مُبين، هناك صعوبات حقيقية في تفسير جميع النواة الغنية بالبروتون من خلال هذه العملية، كما تبين لاحقًا أنه لم تتوافر الشروط المطلوبة في النجوم أو الانفجارات النجمية.

استنادًا إلى معناه التاريخي، يستخدم مصطلح عملية البروتون أحيانًا بإهمال في أي عملية توليف لنواة غنية بالبروتون، حتى في حالة عدم وجود التقاط للبروتون.

العملية Y

يمكن الحصول على نواة غنية بالبروتون بواسطة عملية الانحلال الضوئي للنواة البطيئة والسريعة. عند درجات حرارة تتراوح بين 2-3 مليار كلفن ووقت قصير للعملية لبضع ثوانٍ (وهذا يتطلب عملية تفجيرية)، سيبقى الانحلال الضوئي للنواة الموجودة مسبقًا صغيرًا، بما يكفي لإنتاج كميات ضئيلة جدًا من النواة الغنية بالبروتون. وهذا ما يسمى بالعملية γ لأن عملية الانحلال الضوئي تحدث بواسطة التفاعلات النووية من الأنواع (γ و n) و (γ و α) و (γ، p)، والتي تنتج بواسطة فوتونات حيوية للغاية (أشعة غاما).

العملية v

إذا كان هناك مصدر مكثف بما فيه الكفاية من النيوتريونات، فإن التفاعلات النووية يمكن أن تنتج بشكل مباشر نويدات معينة، على سبيل المثال 7Li ،11B ،19F ،138La في المستعرات الأعظمية ذات الانهيار الجوهري.

عمليات التقاط بروتون سريعة

في العملية p تُضاف البروتونات إلى نوى ذرية مستقرة أو ضعيفة الاضمحلال الإشعاعي. إذا كانت هناك كثافة بروتونية عالية في البلازما النجمية، فحتى النويدات المشعة قصيرة العمر يمكنها التقاط بروتون واحد أو أكثر قبل تحلل بيتا. هذا ينقل بسرعة مسار التخليق النووي من منطقة النوى المستقرة إلى الجانب الغني بالبروتون في جدول النويدات، وهذا ما يسمى التقاط البروتون السريع.

هنا، تستمر سلسلة من تفاعلات الأنواع (p,γ) إلى أن يصبح تحلل بيتا للنواة أسرع من التقاط بروتون إضافي، أو حتى الوصول إلى خط تقطر البروتون. كلتا الحالتين تؤدي إلى واحدة أو عدة تحللات بيتا متتالية حتى تُنتج نواة يمكنها مرة أخرى التقاط البروتونات قبل تحلل بيتا، ثم يستمر تسلسل التقاط البروتون.

من الممكن تغطية المنطقة التي تحتوي على أخف نواة يصل عددها إلى 56Ni في غضون ثانية لأن كل من التقاطات البروتون وتحلل بيتا سريعان. بدءًا من 56Ni، تواجه عدد من نقاط الانتظار في مسار التفاعل. هذه هي النيوكليدات التي يكون لكل منهما نصف عمر طويل نسبيًا (مقارنةً بالمقياس الزمني للعملية) ويمكنها فقط إضافة بروتون آخر ببطء (أي أن مقطع التصادم للأنواع (p,γ) صغير). أمثلة لنقاط الانتظار هذه هي: 56Ni -60Zn -64Ge - 68Se. قد تكون نقاط الانتظار الإضافية مهمة، وفقًا للظروف التفصيلية وموقع مسار التفاعل. من المعتاد أن تظهر نقاط الانتظار هذه نصف عمر من دقائق إلى أيام، وبالتالي، فإنها تزيد بشكل كبير من الوقت اللازم لمواصلة تسلسلات التفاعل. إذا كانت الشروط المطلوبة لالتقاط السريع للبروتون موجودة فقط لفترة قصيرة (النطاق الزمني للأحداث الفيزيائية الفلكية المتفجرة من الثواني)، فإن نقاط الانتظار تحد أو تعوق استمرار التفاعلات لنوى أثقل.

من أجل إنتاج النواة الغنية بالبروتون، يجب أن يشمل مسار العملية على النيوكليدات التي تحمل نفس عدد الكتلة (ولكن عادةً ما تحتوي على المزيد من البروتونات)، ثم تُحول هذه النيوكليدات إلى نواة غنية بالبروتون من خلال تسلسلات تحلل بيتا بعد توقف التقاط البروتون السريع.

العملية rp

ما يسمى عملية التقاط البروتون السريعة هي أنقى أشكال عملية التقاط البروتون السريعة الموصوفة. عند كثافات البروتون التي تزيد عن 1028 بروتون / سم 3 ودرجات حرارة حوالي 2 مليار كلفن، يكون مسار التفاعل قريبًا من خط تقطر البروتون.

العملية pn

يمكن تجنب نقاط الانتظار في عمليات التقاط البروتون السريع من خلال تفاعلات الأنواع (n,p) التي تكون أسرع بكثير من التقاطات البروتون أو تحلل بيتا لنواة نقاط الانتظار. ينتج عن هذا انخفاض كبير في الوقت اللازم لبناء عناصر ثقيلة ويسمح بإنتاج فعال خلال ثوانٍ. هذا يتطلب وفرة من النيوترونات الحرة التي عادة ما تكون غير موجودة في البلازما الغنية بالبروتونات. إحدى الطرق للحصول عليها هي إطلاقها من خلال تفاعلات أخرى تحدث في وقت واحد مثل التقاط البروتون السريع، وهذا ما يسمى التقاط البروتون السريع الغني بالنيوترونات أو العملية pn.

العملية vp

هناك إمكانية أخرى للحصول على النيوترونات اللازمة لتفاعلات الأنواع (n ،p) المتسارعة في البيئات الغنية بالبروتونات وهي استخدام الالتقاط المضاد للنيوترونات على البروتونات، محولةً البروتون ومضاد النيوترونات إلى بوزيترون ونيوترون. نظرًا لأن النيوتريونات (المضادة) تتفاعل فقط بشكل ضعيف جدًا مع البروتونات، فإن التدفق العالي لمضادات النيوترونات يجب أن يعمل على بلازما ذات كثافة بروتون عالية. وهذا ما يسمى العمليةνp .