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Atlante delle reazioni · Ciclo NeNa

Cattura radiativa · Ciclo NeNa

21Ne(p,γ)22Na

: neon‑21 + protone → sodio‑22 + raggio gammaCome si legge la notazione

In miglioramentoMisurata a LUNA
In questa pagina

Una cattura protonica sul 21Ne, il più raro isotopo stabile del neon, che produce 22Na radioattivo. È la seconda cattura protonica del ciclo NeNa.

Il 21Ne è il più raro degli isotopi stabili del neon, e nella combustione dell'idrogeno viene distrutto rapidamente da questa reazione. Il suo tasso fissa quindi quanto 21Ne sopravvive nelle stelle e quanto 22Na viene prodotto. Nelle esplosioni di nova il 22Na è di particolare interesse perché il suo decadimento dà una riga γ che i telescopi spaziali cercano; la quantità prevista dipende in parte da questa reazione.

Dati essenziali

Quanto è noto
Le principali risonanze a bassa energia sono state rimisurate sotto terra nel 2025; due di esse sono risultate più forti di oltre il 50% rispetto alla letteratura precedente, con incertezze di circa il 5%.
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Tassi di reazione
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Valore Q · energia liberata
6,739 MeV
Finestra di Gamow
  • 105 ± 31 keVcombustione HBB nelle stelle AGB, 80 MK (Ciclo NeNa)
  • 190 ± 66 keVnova classica, 0,2 GK (Ciclo NeNa)
Prodotto 22Na
radioattivo, t½ = 2,6 anni
Tipo
Cattura radiativa

Come è stata misurata

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

1 misura, 2025, una a LUNAMostra l'elenco
  1. 2025

    LUNA 400 kVLaboratori Nazionali del Gran Sasso (INFN)

    Misura diretta in laboratorio sotterraneo · Eₚ = 127,3–352,6 keV (cinque risonanze)

    Resonance strengths measured deep underground. The 272.3 and 352.6 keV resonances are more than 1.5 times stronger than the literature values; new γ-ray branching ratios for three resonances and an updated rate for nova conditions. [1]

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.

3 serie di dati in 2 voci EXFOR, 1977–2005

Temperatura
Energia più bassa in EXFOR
247 keV
Engel et al., 2005 · ωγ · C1403.003
Distanza dal picco di Gamow
2,3 larghezze di Gamow sopra
E₀ = 104 keV, finestra 72,9–135 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
10 keV100 keV1 MeV10 MeVEnergia nel centro di massa (keV)E₀ = 104 keVωγpiù bassa in EXFOR 247 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)
ωγintensità di risonanza3247 keV – 1,94 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

The rate at the temperatures of hydrogen shell burning and of novae is given by a few narrow resonances. The LUNA measurement of Sidhu et al. (2025) remeasured the resonances at Eₚ = 127.3, 271.4, 272.3, 291.5 and 352.6 keV deep underground. The strengths of the 127.3, 271.4 and 291.5 keV resonances agree with earlier values within 1σ, while those of the 272.3 and 352.6 keV resonances, ωγ = 129.9 ± 5.8 meV and 14.9 ± 0.8 meV, are more than a factor 1.5 above the literature values. New branching ratios were obtained for the 127.3, 272.3 and 352.6 keV resonances, and the thermonuclear rate was updated for nova temperatures.

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) [2]

Questioni aperte

  • L'origine della discrepanza tra le nuove e le precedenti intensità delle risonanze a 272,3 e 352,6 keV.
  • Una misura indipendente delle intensità a 272,3 e 352,6 keV con un bersaglio e una tecnica di rivelazione diversi.

Reazioni correlate

Bibliografia

  1. 1.

    R. S. Sidhu et al. (LUNA Collaboration)

    Improved direct measurement of low-energy resonances in the 21Ne(p,γ)22Na reaction

    Phys. Rev. C 112, L052801 (2025) · 10.1103/vqt1-jxpw · arXiv:2505.22426LUNA

  2. 2.

    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, 21Ne(p,γ)22Na, in Atlante delle reazioni, 2026-10-12, https://jskowron.eu/it/atlas/21Ne-pg-22Na.

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