Il bismuto-209 cattura un neutrone. È la fine del processo s: ciò che segue decade di nuovo in piombo, e il percorso si chiude in un ciclo.
Il bismuto-209 è il nucleo più pesante che il processo s raggiunge. Quando cattura un neutrone diventa bismuto-210, in una di due forme. Lo stato fondamentale decade in pochi giorni in polonio-210, che emette una particella alfa e diventa piombo-206; una forma eccitata di vita lunga, l'isomero, finisce anch'essa in piombo-206, con un decadimento alfa in tallio-206. I neutroni che arrivano al bismuto continuano quindi a circolare tra piombo e bismuto invece di costruire qualcosa di più pesante. La sezione d'urto decide quanta parte del bismuto del Sistema Solare è stata prodotta dal processo s, e quindi quanta ne resta da attribuire al processo r.
Dati essenziali
- Quanto è noto
- Misurata con fasci di neutroni; una misura del 2006 al CERN ha alzato il tasso alle temperature stellari più basse di circa il 16%.
- Valutazione interattiva
- Nessuna valutazione interattiva per ora · Valutazioni
- Tassi di reazione
- Esplora i tassi →
- Valore Q · energia liberata
- 4,605 MeV
- Energia termica kT
- circa 8–23 keV, l'energia di un gas a 90–270 milioni di gradi
Per ambiente stellare
- 7,8 keVtasca di 13C nelle AGB, 90 MK
- 23 keVimpulso termico nelle AGB, 0,27 GK
- Perché non c'è una finestra di Gamow
- Un neutrone non risente della barriera coulombiana, quindi non c'è una finestra di Gamow: le energie rilevanti sono quelle della distribuzione termica stessa, intorno a kT.
- Prodotto 210Bi
- radioattivo, t½ = 5,01 giorni
- Tipo
- Cattura radiativa
Nella cronologia
Come è stata misurata
Le parti tecniche di questa pagina (l'elenco delle misure, i dettagli) sono in inglese.
2 misure, 2004–2006Mostra l'elencoNascondi l'elenco
2004
Karlsruhe Van de GraaffKernforschungszentrum Karlsruhe (oggi Karlsruhe Institute of Technology)
Attivazione · quasi-Maxwellian kT = 25 keV
Stellar cross sections of 208Pb and 209Bi at the end of the path; the partial cross section to the 210Bi ground state, which feeds 210Po. [1]
2006
n_TOF, CERNCERN
Fasci di neutroni e tempo di volo · risonanze risolte (energia del neutrone)
Pulse-height weighting with low neutron sensitivity; rate at kT = 5–8 keV about 16% higher; s fraction of solar Bi 19 ± 3%. [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.
148 serie di dati in 50 voci EXFOR, 1945–2023 · 54 senza un intervallo di energia, non disegnate
- Energia più bassa in EXFOR
- 25,2 meV
- TATTERSALL et al., 1960; Revay et al., 2003; Revay et al., 2005; Borella et al., 2011; Al-Khasawneh et al., 2021; Shor et al., 2022 · σ · 20638.065
- Medie maxwelliane misurate
- 28 serie di dati
- kT da 5 keV a 50 keV
- Tasso da energie assenti in EXFOR
- 100 %
- a kT = 7,76 keV, stima liscia
- Energie che contano a kT = 7,76 keV
- 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 | 25 | 25,2 meV – 14,7 MeV |
| σ→Eₓparziale | 4 | 25,2 meV – 25,2 meV |
| dσ/dΩdistribuzione angolare | 1 | 4,68 MeV – 8,26 MeV |
| ωγintensità di risonanza | 1 | 49,8 keV – 49,8 keV |
| MACSmedia maxwelliana | 28 | 5 keV – 50 keV |
| …altro | 35 | 0,524 meV – 14 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 di risonanza sono stati rivisti a n_TOF nel 2006, alzando il tasso stellare alle basse temperature di circa il 16%.
Capture on 209Bi feeds both the 5.0 d ground state of 210Bi, which β−-decays to 210Po, and a long-lived isomer (t½ ≈ 3 × 106 yr in the laboratory). Activation at Karlsruhe measured the stellar cross sections of 208Pb and 209Bi at the termination of the path and the partial cross section to the ground state (Ratzel et al. 2004). Both states close the cycle at 206Pb: the ground state through 210Po (138 d) and its α decay, the 271 keV isomer through its own α decay to 206Tl and β− decay to 206Pb.
Both branch: 210Po can capture a neutron (211Po → 207Pb), and capture on the isomer gives 211Bi (α, 2.14 min → 207Tl → 207Pb), so part of the cycle leaks to 207Pb, by an amount that depends on the neutron density and the temperature (Domingo-Pardo et al. 2006). 209Bi itself is only quasi-stable: it α-decays with t½ ≈ 2 × 1019 yr. The capture resonances of 209Bi were measured at n_TOF with the pulse-height weighting technique, with a set-up of practically negligible neutron sensitivity.
In the stellar range kT = 5–8 keV the new rate is about 16% higher than the value used before; the s-process fraction of solar bismuth becomes 19 ± 3%, leaving an r-process residual of 81 ± 3% (Domingo-Pardo et al. 2006).
Valutazioni
Compilazioni che combinano i dati in un tasso di reazione raccomandato.
Reazioni correlate
Bibliografia
- 1.
U. Ratzel, C. Arlandini, F. Käppeler et al.
Nucleosynthesis at the termination point of the s process
Phys. Rev. C 70, 065803 (2004) · 10.1103/PhysRevC.70.065803
- 2.
C. Domingo-Pardo et al. (n_TOF Collaboration)
New measurement of neutron capture resonances in 209Bi
Phys. Rev. C 74, 025807 (2006) · 10.1103/PhysRevC.74.025807 · arXiv:nucl-ex/0610040
- 3.
Z. Y. Bao, H. Beer, F. Käppeler, F. Voss, K. Wisshak, T. Rauscher
Neutron cross sections for nucleosynthesis studies
At. Data Nucl. Data Tables 76, 70 (2000) · 10.1006/adnd.2000.0838
- 4.
I. Dillmann, T. Szücs, R. Plag, Z. Fülöp, F. Käppeler, A. Mengoni, T. Rauscher
The Karlsruhe Astrophysical Database of Nucleosynthesis in Stars project – status and prospects
Nucl. Data Sheets 120, 171 (2014) · arXiv:1408.3688
- 5.
I. Dillmann et al.
Proc. Int. Conf. on Nuclear Data for Science and Technology 2007 (EDP Sciences, 2008), p. 575 (2008) · 10.1051/ndata:07303 · arXiv:0806.2076
Come citare questa pagina
J. Skowronski, 209Bi(n,γ)210Bi, in Atlante delle reazioni, 2026-10-12, https://jskowron.eu/it/atlas/209Bi-ng-210Bi.
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