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
- Nessuna valutazione interattiva per ora · Valutazioni
- Tassi di reazione
- Esplora i tassi →
- Valore Q · energia liberata
- 3,980 MeV
- 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'elencoNascondi l'elenco
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]
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]
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
- 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
- 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 | 3 | 223 keV – 2,8 MeV |
| Sfattore S | 1 | 228 keV – 668 keV |
| σ→Eₓparziale | 1 | 871 keV – 994 keV |
| dσ/dΩdistribuzione angolare | 36 | 20 keV – 38,7 MeV |
| Yresa | 1 | 184 keV – 193 keV |
| ωγintensità di risonanza | 2 | 143 keV – 1,83 MeV |
| …altro | 1 | 767 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.
M. La Cognata, C. Spitaleri et al.
Measurement of the 20 and 90 keV resonances in the 18O(p,α)15N reaction via the Trojan Horse method
Phys. Rev. Lett. 101, 152501 (2008) · 10.1103/PhysRevLett.101.152501 · arXiv:0806.1274
- 2.
C. G. Bruno et al. (LUNA Collaboration)
Resonance strengths in the 17,18O(p,α)14,15N reactions and background suppression underground
Eur. Phys. J. A 51, 94 (2015) · 10.1140/epja/i2015-15094-yLUNA
- 3.
C. G. Bruno et al. (LUNA Collaboration)
Improved astrophysical rate for the 18O(p,α)15N reaction by underground measurements
Phys. Lett. B 790, 237 (2019) · 10.1016/j.physletb.2019.01.017LUNA
- 4.
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, 18O(p,α)15N, in Atlante delle reazioni, 2026-10-12, https://jskowron.eu/it/atlas/18O-pa-15N.
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