Il punto di diramazione dei cicli CNO. Raramente l'azoto-15 trattiene il protone catturato e diventa ossigeno-16, e la materia passa dal primo ciclo CNO al secondo.
Ogni volta che avviene questa reazione invece della molto più frequente 15N(p,α)12C, un nucleo lascia il ciclo CN ed entra nel ciclo che passa per ossigeno e fluoro. Il suo tasso fissa quindi quanto ossigeno-16, ossigeno-17 e fluoro produce la combustione dell'idrogeno nelle giganti rosse, nelle stelle AGB e nelle esplosioni di nova. Misure condotte in profondità sotto il Gran Sasso dalla collaborazione LUNA hanno mostrato che il tasso è circa metà del valore usato nelle compilazioni più vecchie.
Dati essenziali
- Quanto è noto
- Le misure in laboratorio sotterraneo arrivano a 70 keV e fissano il tasso a circa il 10%. L'incertezza residua sta nel prolungare i dati a energie più basse, dove diversi contributi alla reazione interferiscono tra loro.
- Valutazione interattiva
- Nessuna valutazione interattiva per ora · Valutazioni
- Tassi di reazione
- Esplora i tassi →
- Valore Q · energia liberata
- 12,127 MeV
- Tipo
- Cattura radiativa
Come è stata misurata
- Misura diretta in laboratorio sotterraneo
- Misura diretta in superficie
- Reazioni di trasferimento e ANC
Le parti tecniche di questa pagina (l'elenco delle misure, i dettagli) sono in inglese.
5 misure, 2008–2012, di cui 2 a LUNAMostra l'elencoNascondi l'elenco
2008
Reazioni di trasferimento e ANC · reazioni di trasferimento; fit R-matrix
Asymptotic normalization coefficients for 15N + p → 16O fix the direct capture to the 16O ground state. The R-matrix fit gives about one CN catalyst lost to the second cycle every 2200 ± 300 cycles, instead of about 1000 in the NACRE compilation. [1]
2009
LUNA 400 kVLaboratori Nazionali del Gran Sasso (INFN)
Misura diretta in laboratorio sotterraneo · 90–230 keV
Total cross section with a windowless nitrogen gas target and a 4π BGO summing detector; the cross section at nova energies is a factor of 2 lower than previously believed. [2]
2010
Nuclear Science Laboratory, Notre DameUniversity of Notre Dame
Misura diretta in superficie · 130–1800 keV (energia del protone)
Measurement across both broad resonances, at Ep = 338 and 1028 keV, and below them; a multilevel R-matrix analysis gives S(0) = 39.6 keV b. [3]
2011
LUNA 400 kVLaboratori Nazionali del Gran Sasso (INFN)
Misura diretta in laboratorio sotterraneo · 70–370 keV
Extends the LUNA data and confirms the earlier R-matrix extrapolation. The rate is about a factor of 2 below NACRE and CF88, with a 10% uncertainty. [4]
2012
Nuclear Science Laboratory, Notre DameUniversity of Notre Dame
Exclusive cross sections for the γ-ray cascades through excited states of 16O, measured together with 15N(p,α1γ)12C. [5]
Misure (EXFOR)
Tutte le serie di dati che EXFOR contiene per questa reazione, disegnate secondo le energie che coprono, a confronto con le energie che una stella usa davvero.
77 serie di dati in 18 voci EXFOR, 1952–2012 · 13 senza un intervallo di energia, non disegnate
nucleo di una stella di 15 M☉, T₉ = 0,035 (35 MK)
- Energia più bassa in EXFOR
- 72,8 keV
- Caciolli et al., 2011 · S · O2205.002
- Distanza dal picco di Gamow
- 0,94 larghezze di Gamow sopra
- E₀ = 46,9 keV, finestra 33,1–60,6 keV
- Tasso da energie assenti in EXFOR
- 98 %
- a T₉ = 0,035, stima liscia · di cui 98 % sotto l'energia più bassa in EXFOR
- Finestra di Gamow, tratteggiata dove nessuna misura arriva
- Le barre solo contornate si vedono ma non contano (la regola è in «Come sono calcolati questi numeri»).
- Un rombo è una serie di dati a una sola energia. Le barre che escono dal bordo destro proseguono a energie più alte.
Le serie di dati della mappa, per grandezza
| Grandezza | Serie di dati | Intervallo di E_cm (keV) |
|---|---|---|
| σsezione d'urto | 2 | 292 keV – 1,33 MeV |
| Sfattore S | 2 | 72,8 keV – 368 keV |
| σ→Eₓparziale | 19 | 123 keV – 37,2 MeV |
| dσ/dΩdistribuzione angolare | 34 | 5,25 MeV – 88,4 MeV |
| Aypolarizzazione | 6 | 5,18 MeV – 46,5 MeV |
| …altro | 1 | 5,72 MeV – 12,8 MeV |
Come sono calcolati questi numeri
Energia più bassa misurata, in tutto l'esploratore dei dati nucleari: la più bassa energia nel centro di massa a cui una serie di dati di EXFOR misura la reazione stessa (sezione d'urto, fattore S, distribuzione angolare, resa o intensità di una risonanza), punto per punto. Un punto conta se è un valore e non un limite superiore o inferiore, se sta almeno una deviazione standard sopra lo zero e se la sua energia è fisica: almeno 1 keV per le particelle cariche, e non sotto la soglia di una reazione endotermica. Non contano: valori estrapolati, calcolati, valutati o derivati; dati superati, cancellati o preliminari; rapporti; un singolo valore del fattore S, che in EXFOR è il risultato di un fit; e i metodi indiretti (cavallo di Troia, dissociazione coulombiana, ANC, reazioni surrogate), riconosciuti dai codici di metodo e di analisi di EXFOR, dal loro testo e dal titolo. Prima si correggono gli errori di sistema di riferimento e di unità di EXFOR, e i valori che la letteratura indica come limiti superiori si leggono come limiti, da un elenco che riporta le prove per ciascuno. Le serie di dati che arrivano alla stessa energia entro il 0,5% sono citate tutte, dalla più vecchia. Tasso da energie assenti in EXFOR: la frazione dell'integrando del tasso a quella temperatura che cade fuori dagli intervalli di energia coperti dalle serie di dati che contano (dal punto misurato più basso al più alto), con un fattore S costante (σ ∝ S(E₀)/E · e^−2πη, quindi l'integrando è e^(−E/kT − 2πη)); per una cattura neutronica, σ ∝ 1/v. Le risonanze rendono irregolare l'integrando vero: è una stima di base, liscia.
Dettagli
The capture at low energy is dominated by the two broad 1− resonances in 16O that also govern 15N(p,α)12C, interfering with each other and with direct capture to the 16O ground state. The non-resonant contribution and the interference sign between the resonances determine the S-factor below the first resonance. Asymptotic normalization coefficients (ANCs) from transfer reactions constrain the direct-capture component. The LUNA data, from 70 to 370 keV, and the Notre Dame data, from 130 keV to 1.8 MeV, give a rate about a factor of 2 below the NACRE and CF88 compilations, with an uncertainty near 10%.
Energia del picco E0 ± metà della larghezza a 1/e, nel centro di massa, dalle masse AME2020.
Valutazioni
Compilazioni che combinano i dati in un tasso di reazione raccomandato.
Questioni aperte
- Il contributo della cattura diretta verso lo stato fondamentale, che fissa il fattore S al di sotto della risonanza più bassa.
Reazioni correlate
Bibliografia
- 1.
A. M. Mukhamedzhanov et al.
Phys. Rev. C 78, 015804 (2008) · 10.1103/PhysRevC.78.015804
- 2.
D. Bemmerer et al. (LUNA Collaboration)
Direct measurement of the 15N(p,γ)16O total cross section at novae energies
J. Phys. G 36, 045202 (2009) · 10.1088/0954-3899/36/4/045202 · arXiv:0902.0783LUNA
- 3.
P. J. LeBlanc, G. Imbriani, J. Görres, M. Wiescher et al.
Constraining the S factor of 15N(p,γ)16O at astrophysical energies
Phys. Rev. C 82, 055804 (2010) · 10.1103/PhysRevC.82.055804 · arXiv:1011.2518
- 4.
A. Caciolli et al. (LUNA Collaboration)
Revision of the 15N(p,γ)16O reaction rate and oxygen abundance in H-burning zones
Astron. Astrophys. 533, A66 (2011) · 10.1051/0004-6361/201117475 · arXiv:1107.4514LUNA
- 5.
G. Imbriani, R. J. deBoer, A. Best, M. Couder, G. Gervino, J. Görres, P. J. LeBlanc, H. Leiste, A. Lemut, E. Stech, F. Strieder, E. Uberseder and M. Wiescher
Measurement of γ rays from 15N(p,γ)16O cascade and 15N(p,α1γ)12C reactions
Phys. Rev. C 85, 065810 (2012); erratum Phys. Rev. C 86, 039902 (2012) · 10.1103/PhysRevC.85.065810
- 6.
E. G. Adelberger et al.
Solar fusion cross sections II: the pp chain and CNO cycles
Rev. Mod. Phys. 83, 195 (2011) · 10.1103/RevModPhys.83.195
- 7.
Y. Xu, K. Takahashi, S. Goriely, M. Arnould, M. Ohta, H. Utsunomiya
Nucl. Phys. A 918, 61 (2013) · 10.1016/j.nuclphysa.2013.09.007 · arXiv:1310.7099
- 8.
B. Acharya et al.
Solar fusion III: New data and theory for hydrogen-burning stars
Rev. Mod. Phys. 97, 035002 (2025) · 10.1103/8lm7-gs18 · arXiv:2405.06470
Come citare questa pagina
J. Skowronski, 15N(p,γ)16O, in Atlante delle reazioni, 2026-10-12, https://jskowron.eu/it/atlas/15N-pg-16O.
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