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Atlante delle reazioni · Cicli CNO

Reazione di scambio di particelle · CNO-III

18O(p,α)15N

: ossigeno‑18 + protone → azoto‑15 + elio‑4Come si legge la notazione

In miglioramentoMisurata a LUNA
In questa pagina

L'ossigeno-18 cattura un protone e si spezza in azoto-15 e un nucleo di elio. Chiude il terzo ciclo CNO e distrugge l'ossigeno-18.

Questa reazione elimina l'ossigeno-18 negli strati in cui brucia l'idrogeno, e così determina i rapporti isotopici dell'ossigeno che gli astronomi misurano nelle stelle giganti e nei grani di polvere stellare. L'azoto-15 che produce è anche un passo verso il fluoro nelle stelle AGB, dove l'azoto-15 può catturare un nucleo di elio.

Dati essenziali

Quanto è noto
Misurata direttamente fino a basse energie; una risonanza che conta negli ambienti più freddi è nota solo da un metodo indiretto.
Valutazione interattiva
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Tassi di reazione
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Valore Q · energia liberata
3,980 MeV
Finestra di Gamow
  • 65 ± 19 keVstella AGB, 50 MK (CNO-III)
  • 165 ± 61 keVnova classica, 0,2 GK (CNO-III)
Tipo
Reazione di scambio di particelle

Come è stata misurata

Questa parte tecnica della pagina (l'elenco delle misure) è in inglese.

3 misure, 2008–2019, di cui 2 a LUNAMostra l'elenco
  1. 2008

    Metodo del cavallo di Troia · risonanze a 20 e 90 keV

    First experimental evaluation of the 20 keV resonance, whose contribution came out about 35% larger than previously estimated; the 90 keV resonance appeared negligible. The rate accuracy improved by a factor of 8.5 because it rests on a measured strength. [1]

  2. 2015

    LUNA 400 kVLaboratori Nazionali del Gran Sasso (INFN)

    Misura diretta in laboratorio sotterraneo · risonanza a Ep = 151 keV

    Commissioning of a silicon-detector setup for α particles underground: ωγ = 164.2 ± 0.9 (stat) +12.1/−11.7 (syst) meV and a new resonance energy Ep = 151.2 ± 0.3 keV. [2]

  3. 2019

    LUNA 400 kVLaboratori Nazionali del Gran Sasso (INFN)

    Misura diretta in laboratorio sotterraneo · 55–340 keV

    Cross section measured down to 55 keV, the lowest energy so far. The 90 keV resonance is a factor of 10 stronger than previously reported; the multichannel R-matrix rate is more precise than earlier evaluations between 0.01 and 1 GK. [3]

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.

47 serie di dati in 17 voci EXFOR, 1956–2015 · 2 senza un intervallo di energia, non disegnate

Temperatura
Energia più bassa in EXFOR
143 keV
Bruno et al., 2015 · ωγ · O2275.002 Non ancora in EXFOR: LUNA 400 kV (2019), 55–340 keV.
Distanza dal picco di Gamow
2 larghezze di Gamow sopra
E₀ = 65,2 keV, finestra 45,9–84,6 keV
Tasso da energie assenti in EXFOR
> 99,99 %
a T₉ = 0,05, stima liscia · di cui > 99,99 % sotto l'energia più bassa in EXFOR
10 keV100 keV1 MeV10 MeV100 MeVEnergia nel centro di massa (keV)E₀ = 65,2 keVσSσ→Eₓdσ/dΩYωγaltropiù bassa in EXFOR 143 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'urto3223 keV – 2,8 MeV
Sfattore S1228 keV – 668 keV
σ→Eₓparziale1871 keV – 994 keV
dσ/dΩdistribuzione angolare3620 keV – 38,7 MeV
Yresa1184 keV – 193 keV
ωγintensità di risonanza2143 keV – 1,83 MeV
…altro1767 keV – 1,02 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: I dati diretti arrivano ora a 55 keV; la risonanza a 20 keV, che conta alle temperature più basse, è nota solo dai dati col metodo del cavallo di Troia.

Alle temperature stellari il tasso è la somma di diverse risonanze di bassa energia nel 19F, a E = 20, 90 e 143 keV, e di contributi non risonanti dalle code di stati larghi più alti. La risonanza a 20 keV è molto al di sotto della portata delle misure dirette, e la sua intensità viene dai dati del Cavallo di Troia. LUNA misurò la sezione d'urto sotto terra fino a E = 55 keV, dove è inferiore a 1 pb/sr, e trovò la risonanza a 90 keV circa dieci volte più intensa di quanto riportato prima. Un fit R-matrix a più canali di questi dati e di quelli precedenti dà il tasso tra 0,01 e 1 GK.

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.

  • —B. Acharya et al., Rev. Mod. Phys. 97, 035002 (2025) [4]

Questioni aperte

  • L'intensità della risonanza a 20 keV, nota solo dai dati del metodo del cavallo di Troia.
  • La risonanza a 90 keV, la cui intensità misurata direttamente a LUNA è dieci volte il valore precedente, mentre l'analisi con il cavallo di Troia la trovava trascurabile.

Reazioni correlate

Bibliografia

  1. 1.
  2. 2.
  3. 3.
  4. 4.

Come citare questa pagina

J. Skowronski, 18O(p,α)15N, in Atlante delle reazioni, 2026-10-12, https://jskowron.eu/it/atlas/18O-pa-15N.

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