Il primo e più lento passo del ciclo NeNa. Un nucleo di 20Ne cattura un protone e diventa 21Na, cedendo l'energia in eccesso come raggio γ.
Il 20Ne è l'isotopo più abbondante del neon, e nel ciclo NeNa i nuclei restano più a lungo come 20Ne prima che arrivi il protone successivo. Questa reazione fissa quindi quanto velocemente il neon viene trasformato in sodio negli strati in cui brucia l'idrogeno nelle giganti rosse, nelle stelle massicce del ramo asintotico delle giganti (stelle AGB, nella fase avanzata in cui idrogeno ed elio bruciano in gusci sottili) e nelle esplosioni di nova. Poiché c'è così tanto neon a disposizione, anche una piccola fuga attraverso questo passo conta per il sodio prodotto in queste stelle.
Dati essenziali
- Quanto è noto
- Misurata sotto terra a basse energie, e la sua risonanza principale è nota a circa il 5%; il prolungamento alle energie più basse dipende ancora da un modello.
- Valutazione interattiva
- Mostra i dati · 21Na →
- Tassi di reazione
- Esplora i tassi →
- Valore Q · energia liberata
- 2,432 MeV
- Prodotto 21Na
- radioattivo, t½ = 22,5 s
- Tipo
- Cattura radiativa
Come è stata misurata
Le parti tecniche di questa pagina (l'elenco delle misure, i dettagli) sono in inglese.
3 misure, 2018–2025, di cui 2 a LUNAMostra l'elencoNascondi l'elenco
2018
Nuclear Science Laboratory, Notre DameUniversity of Notre Dame
Misura diretta in superficie · Eₚ = 500–2000 keV
Cross sections for the primary transitions to the bound states of 21Na. An R-matrix fit separated direct capture from the subthreshold resonance; the resulting rate is lower than those in the libraries of the time by up to 20% in the temperature range of interest. [1]
2023
LUNA 400 kVLaboratori Nazionali del Gran Sasso (INFN)
Misura diretta in laboratorio sotterraneo · E_cm sotto 352 keV, e la risonanza a 368 keV
First measurement of direct capture below E_cm = 352 keV, with a windowless gas target and two HPGe detectors. Resonance strength ωγ = 0.112 ± 0.002 (stat) ± 0.005 (sys) meV, three times more precise than before; the rate is 20% lower than previously adopted below 0.1 GK and unchanged above. [2]
2025
LUNA 400 kVLaboratori Nazionali del Gran Sasso (INFN)
Misura diretta in laboratorio sotterraneo · risonanza a E_cm ≈ 368 keV (366 keV nell'articolo) e cattura diretta sotto 400 keV
Conference report on the LUNA campaign with a windowless gas target and two HPGe detectors, the campaign published in Masha et al. (2023); it describes the experiment and gives preliminary results on the resonance and on direct capture at the lowest energies. [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.
20 serie di dati in 8 voci EXFOR, 1959–2023 · 3 senza un intervallo di energia, non disegnate
- Energia più bassa in EXFOR
- 248 keV
- Masha et al., 2023 · S · O2598.003
- Distanza dal picco di Gamow
- 2,3 larghezze di Gamow sopra
- E₀ = 104 keV, finestra 72,8–135 keV
- Tasso da energie assenti in EXFOR
- > 99,99 %
- a T₉ = 0,08, 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 | 1 | 1,05 MeV – 1,05 MeV |
| Sfattore S | 1 | 1,05 MeV – 1,05 MeV |
| σ→Eₓparziale | 6 | 248 keV – 1,84 MeV |
| dσ/dΩdistribuzione angolare | 2 | 348 keV – 2,15 MeV |
| Yresa | 1 | 1,11 MeV – 1,11 MeV |
| ωγintensità di risonanza | 5 | 350 keV – 1,11 MeV |
| …altro | 1 | 350 keV – 350 keV |
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.
Provala: una valutazione R-matrix
Su questo sito gira un modello AZURE2 di questo sistema. Cambia le energie e le larghezze dei livelli e osserva come cambiano il fit ai dati e l'estrapolazione alle energie stellari.
Dettagli
Quanto è nota, nel dettaglio: I dati sotterranei arrivano ora sotto E_cm = 352 keV e l'intensità della risonanza a 368 keV è nota a circa il 5%; l'estrapolazione a bassa energia si basa ancora sulla separazione della cattura diretta dallo stato sotto soglia.
Below about 0.4 MeV the cross section is non-resonant. It is dominated by direct capture and by the tail of a 21Na state just below the proton threshold, the 2425 keV level, whose contribution has to be separated from direct capture in an R-matrix fit. The first resonance above threshold, at E_cm = 368 keV, is narrow and contributes at higher temperatures.
The Notre Dame data of Lyons et al. (2018) between Eₚ = 0.5 and 2.0 MeV fixed the primary transitions to the bound states for the R-matrix extrapolation. The LUNA measurement of Masha et al. (2023) used a windowless neon gas target and two HPGe detectors deep underground to measure direct capture for the first time below E_cm = 352 keV, and remeasured the energy and strength of the 368 keV resonance.
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) [4]
Questioni aperte
- Il contributo dello stato sotto soglia a 2425 keV rispetto alla cattura diretta per E_cm sotto 300 keV, che fissa il tasso alle temperature più basse.
- L'intensità della risonanza a 368 keV misurata da LUNA è tre volte più precisa dei valori precedenti e non è ancora stata verificata da una misura indipendente.
- Un'analisi R-matrix combinata dei dati di cattura a tutte le energie, per fissare la forma del fattore S vicino alla soglia.
Reazioni correlate
Bibliografia
- 1.
S. Lyons et al.
Determination of 20Ne(p,γ)21Na cross sections from Eₚ = 500–2000 keV
Phys. Rev. C 97, 065802 (2018) · 10.1103/PhysRevC.97.065802
- 2.
E. Masha, L. Barbieri, J. Skowronski et al. (LUNA Collaboration)
Phys. Rev. C 108, L052801 (2023) · 10.1103/PhysRevC.108.L052801 · arXiv:2311.04089LUNA
- 3.
A. Caciolli (LUNA Collaboration)
Study of the 20Ne(p,γ)21Na reaction at LUNA
(2025) · arXiv:2510.01884LUNA
- 4.
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, 20Ne(p,γ)21Na, in Atlante delle reazioni, 2026-10-12, https://jskowron.eu/it/atlas/20Ne-pg-21Na.
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