Vai al contenuto
Atlante delle reazioni · Catene protone-protone

Fusione · pp-I

3He(3He,2p)4He

: elio‑3 + elio‑3 → elio‑4 + protone + protoneCome si legge la notazione

Ben notoMisurata a LUNA
In questa pagina

Due nuclei di 3He si fondono in un nucleo di 4He e liberano due protoni. Questo chiude il ramo principale della catena pp nel Sole.

Una volta formato, il 3He può incontrare un altro nucleo di 3He o un nucleo di 4He. La prima strada conclude la catena pp-I e non produce altri neutrini; la seconda apre i rami pp-II e pp-III, che emettono i neutrini solari del 7Be e dell'8B. La competizione tra le due fissa quindi quanti di questi neutrini emette il Sole. Negli anni Novanta la reazione fu misurata anche per verificare l'idea che una risonanza sconosciuta a bassa energia potesse spiegare il deficit di neutrini solari.

Dati essenziali

Quanto è noto
Misurata fino alle energie a cui la reazione avviene nel Sole. L'incertezza residua viene dalla correzione per gli elettroni atomici del bersaglio, che in laboratorio rendono la reazione più facile di quanto sia tra nuclei nudi, e dallo spettro in energia dei protoni emessi.
Valutazione interattiva
Nessuna valutazione interattiva per ora · Valutazioni
Tassi di reazione
Esplora i tassi →
Valore Q · energia liberata
12,860 MeV
Finestra di Gamow
  • 22 ± 6,3 keVcentro del Sole, 15,7 MK (pp-I)
Tipo
Fusione

Nella cronologia

  1. 1994LUNA, il primo acceleratore sotterraneoLUNA
  2. 1999LUNA misura 3He + 3He dentro il picco di Gamow solareLUNA

Come è stata misurata

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

5 misure, 1996–2017, di cui 3 a LUNAMostra l'elenco
  1. 1996

    LUNA 50 kVLaboratori Nazionali del Gran Sasso (INFN)

    Misura diretta in laboratorio sotterraneo · fino a circa 21 keV

    First data inside the solar Gamow peak, no evidence for a low-energy resonance; tentative S(0) = 5.1 ± 0.1 MeV b after the screening correction. [1]

  2. 1998

    LUNA 50 kVLaboratori Nazionali del Gran Sasso (INFN)

    Misura diretta in laboratorio sotterraneo · fino a 20,76 keV

    Full analysis of the first LUNA campaign; electron screening observed clearly for this reaction, larger than expected, and dominating the uncertainty of the bare S(0) = 5.40 MeV b. [2]

  3. 1999

    LUNA 50 kVLaboratori Nazionali del Gran Sasso (INFN)

    Misura diretta in laboratorio sotterraneo · fino a 16,5 keV

    New detector setup; data down to the lower edge of the solar Gamow peak, with no sign of the narrow resonance proposed to reduce the 7Be and 8B neutrino fluxes. [3]

  4. 2004

    RCNP, OsakaResearch Center for Nuclear Physics, Osaka University

    Misura diretta in superficie · 30–50 keV

    Doubly charged 3He beam free from molecular interference; S-factor in the gap left by LUNA, with smaller statistical and systematic errors than earlier data. [4]

  5. 2017

    OMEGA laserLaboratory for Laser Energetics, University of Rochester

    Plasmi da laser e a confinamento inerziale · bassa energia nel centro di massa, plasma

    Proton spectra from 3He+3He fusion in high-energy-density plasmas; the measured shape is proposed as a benchmark for the analysis of low-resolution accelerator data. [5]

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.

21 serie di dati in 10 voci EXFOR, 1966–2004

centro del Sole, T₉ = 0,0157 (15,7 MK)

Energia più bassa in EXFOR
17 keV
Bonetti et al., 1999 · S · A0379.002
Distanza dal picco di Gamow
Dentro la finestra
E₀ = 22,1 keV, finestra 15,8–28,4 keV
Tasso da energie assenti in EXFOR
7,3 %
a T₉ = 0,0157, stima liscia · di cui 7,3 % sotto l'energia più bassa in EXFOR
10 keV100 keV1 MeV10 MeV100 MeVEnergia nel centro di massa (keV)E₀ = 22,1 keVσSdσ/dΩpiù bassa in EXFOR 17 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'urto629,8 keV – 12 MeV
Sfattore S816,5 keV – 2,96 MeV
dσ/dΩdistribuzione angolare799,8 keV – 4,55 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 two-proton exit channel makes the reaction measurable by detecting the energetic protons in silicon telescopes, which LUNA did with the 50 kV accelerator and a windowless 3He gas target. The data reached below the centre of the solar Gamow peak and excluded a narrow resonance there. The low-energy data show a rise of the S-factor due to electron screening by the atomic electrons of the target, larger than expected; the screening correction is the main uncertainty on the bare-nucleus S(0).

Measurements with a doubly charged 3He beam at Osaka, free of molecular-beam contamination, filled the energy gap above the LUNA range. Plasma experiments at laser facilities measured the proton spectrum, whose shape matters when low-resolution detectors are used.

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.

  • —E. G. Adelberger et al., Rev. Mod. Phys. 83, 195 (2011) [6]
  • —B. Acharya et al., Rev. Mod. Phys. 97, 035002 (2025) [7]

Questioni aperte

  • L'origine dell'aumento dovuto allo schermaggio elettronico, più grande del previsto.
  • La forma dello spettro dei protoni a tre corpi e il suo effetto sulle efficienze di rivelazione.

Reazioni correlate

Bibliografia

  1. 1.

    C. Arpesella et al. (LUNA Collaboration)

    Measurement of the 3He(3He,2p)4He cross section within the solar Gamow peak

    Phys. Lett. B 389, 452 (1996)LUNA

  2. 2.

    M. Junker et al. (LUNA Collaboration)

    Cross section of 3He(3He,2p)4He measured at solar energies

    Phys. Rev. C 57, 2700 (1998) · 10.1103/PhysRevC.57.2700 · arXiv:nucl-ex/9707003LUNA

  3. 3.
  4. 4.

    N. Kudomi, M. Komori, K. Takahisa, S. Yoshida, K. Kume, H. Ohsumi, T. Itahashi

    Precise measurement of cross section of 3He(3He,2p)4He by using 3He doubly charged beam

    Phys. Rev. C 69, 015802 (2004) · 10.1103/PhysRevC.69.015802 · arXiv:astro-ph/0306454

  5. 5.
  6. 6.

    E. G. Adelberger et al.

    Solar fusion cross sections II: the pp chain and CNO cycles

    Rev. Mod. Phys. 83, 195 (2011) · 10.1103/RevModPhys.83.195

  7. 7.

Come citare questa pagina

J. Skowronski, 3He(3He,2p)4He, in Atlante delle reazioni, 2026-10-12, https://jskowron.eu/it/atlas/3He-3He2p-4He.

Cita la data che hai usato: è quella dell'ultima modifica di questa pagina.

Qualcosa di sbagliato o mancante? Segnala un errore (apre una nuova segnalazione su GitHub) · Proponi una reazione (apre una nuova segnalazione su GitHub)