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Atlante delle reazioni · Sorgenti di neutroni

Reazione di scambio di particelle · Sorgenti di neutroni del processo s

17O(α,n)20Ne

: ossigeno‑17 + elio‑4 → neon‑20 + neutroneCome si legge la notazione

In questa pagina

L'ossigeno-17 cattura un nucleo di elio e restituisce un neutrone. Decide se i neutroni assorbiti dall'abbondante ossigeno-16 vanno persi o vengono restituiti.

Nelle stelle massicce, e ancor più in quelle povere di elementi pesanti, l'ossigeno-16 è molto abbondante e cattura molti dei neutroni liberati dal neon-22. Questi neutroni andrebbero persi per il processo s, ed è per questo che l'ossigeno-16 è detto un veleno neutronico. L'ossigeno-17 che si forma può catturare un nucleo di elio in due modi. Questa reazione libera di nuovo il neutrone, mentre la concorrente 17O(α,γ)21Ne lo trattiene. Il rapporto tra le due decide quanto l'ossigeno-16 avvelena il processo s, e quindi quanti elementi pesanti possono produrre le stelle massicce povere di metalli.

Dati essenziali

Quanto è noto
Ciò che conta è come questa reazione compete con la 17O(α,γ)21Ne; entrambe sono state misurate, ma non alle energie più basse della combustione dell'elio.
Valutazione interattiva
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Tassi di reazione
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Valore Q · energia liberata
0,587 MeV
Finestra di Gamow
  • 515 ± 135 keVstella massiccia, fine della combustione centrale dell'elio, 0,3 GK (Sorgenti di neutroni del processo s)
Tipo
Reazione di scambio di particelle

Come è stata misurata

Le parti tecniche di questa pagina (l'elenco delle misure, i dettagli) sono in inglese.

2 misure, 2013–2022Mostra l'elenco
  1. 2013

    Nuclear Science Laboratory, Notre DameUniversity of Notre Dame

    Misura diretta in superficie · E(α,lab) = 0,8–2,3 MeV

    (α,n) cross section with a moderating neutron detector and, separately, from the 1633 keV γ-ray of 20Ne; R-matrix fit to both channels and a new rate for 0.1–10 GK. [1]

  2. 2022

    DRAGON, TRIUMFTRIUMF

    Cinematica inversa e separatori di rinculo · risonanze di 17O(α,γ)21Ne tra 612 e 1318 keV

    Competing (α,γ) channel: upper limit ωγ < 140 neV (95% CL) for the 612 keV resonance; the new (α,γ) rate is lower than earlier ones and increases the weak s-process yields of a rotating low-metallicity 20 M☉ star. [2]

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.

13 serie di dati in 5 voci EXFOR, 1967–2013 · 2 senza un intervallo di energia, non disegnate

stella massiccia, fine della combustione centrale dell'elio, T₉ = 0,3 (300 MK)

Energia più bassa in EXFOR
521 keV
Kunz et al., 1994 · σ · O2293.004
Distanza dal picco di Gamow
Dentro la finestra
E₀ = 514 keV, finestra 381–647 keV
Tasso da energie assenti in EXFOR
47 %
a T₉ = 0,3, stima liscia · di cui 47 % sotto l'energia più bassa in EXFOR
100 keV1 MeV10 MeV100 MeVEnergia nel centro di massa (keV)E₀ = 514 keVσσ→Eₓdσ/dΩωγpiù bassa in EXFOR 521 keV
  • 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
Le serie di dati della mappa, per grandezza
GrandezzaSerie di datiIntervallo di E_cm (keV)
σsezione d'urto5405 keV – 10,1 MeV
σ→Eₓparziale4555 keV – 1,88 MeV
dσ/dΩdistribuzione angolare17,93 MeV – 9,87 MeV
ωγintensità di risonanza12,46 MeV – 2,46 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

Quanto è nota, nel dettaglio: Ciò che conta è il rapporto (α,n)/(α,γ); entrambi i canali sono stati misurati direttamente, ma non alle energie più basse della combustione centrale dell'elio.

The relevant quantity is the ratio of the (α,n) and (α,γ) rates at T9 ≈ 0.2–0.3, set by resonances in 21Ne above the α threshold. Best et al. (2013) measured the (α,n) channel at Notre Dame between E(α,lab) = 0.8 and 2.3 MeV with a moderating neutron detector, and independently through the 1633 keV γ-ray of 20Ne; a simultaneous R-matrix fit to both channels gave a new rate for 0.1–10 GK. They found the (α,γ) channel strong enough to compete with the neutron channel, so neutrons are recycled less efficiently than assumed when the (α,γ) channel was taken to be very weak. In the competing channel, DRAGON measurements in inverse kinematics set an upper limit of 140 neV (95% CL) on the 612 keV resonance, which removes it from the (α,γ) rate (Williams et al. 2022).

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.

  • —C. Angulo, M. Arnould, M. Rayet et al. (NACRE Collaboration), Nucl. Phys. A 656, 3 (1999) [3]

Questioni aperte

  • Il rapporto tra la 17O(α,n)20Ne e la 17O(α,γ)21Ne alle temperature della combustione centrale dell'elio e della combustione del carbonio nei gusci.

Reazioni correlate

Bibliografia

  1. 1.
  2. 2.

    M. Williams, A. M. Laird, A. Choplin, P. Adsley, B. Davids, U. Greife, K. Hudson, D. Hutcheon, A. Lennarz, C. Ruiz

    Constraints on key 17O(α,γ)21Ne resonances and impact on the weak s-process

    Phys. Rev. C 105, 065805 (2022) · 10.1103/PhysRevC.105.065805 · arXiv:2206.06016

  3. 3.

    C. Angulo, M. Arnould, M. Rayet et al. (NACRE Collaboration)

    A compilation of charged-particle induced thermonuclear reaction rates

    Nucl. Phys. A 656, 3 (1999)

Come citare questa pagina

J. Skowronski, 17O(α,n)20Ne, in Atlante delle reazioni, 2026-10-12, https://jskowron.eu/it/atlas/17O-an-20Ne.

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