3He e un deutone si fondono in 4He e un protone. Dopo il Big Bang trasformò parte del 3He in 4He.
La reazione è la speculare della fusione deuterio-trizio e, come quella, è molto veloce alle energie dell'Universo primordiale. Rimuove 3He e deuterio e aggiunge 4He. In laboratorio è stata un caso prediletto per studiare come gli elettroni attorno ai nuclei bersaglio facilitino la fusione a bassa energia.
Dati essenziali
- Quanto è noto
- Misurata con piccola incertezza alle energie della nucleosintesi primordiale. L'unica questione aperta è quanto gli elettroni atomici del bersaglio aumentino il tasso misurato alle energie più basse.
- Valutazione interattiva
- Nessuna valutazione interattiva per ora · Valutazioni
- Valore Q · energia liberata
- 18,353 MeV
- Finestra di Gamow
- 180 ± 130 keVcollo di bottiglia del deuterio, 0,8 GK (Nucleosintesi primordiale)
- 92 ± 56 keVfine della nucleosintesi primordiale, 0,3 GK (Nucleosintesi primordiale)
- Tipo
- Fusione
Come è stata misurata
Le parti tecniche di questa pagina (l'elenco delle misure, i dettagli) sono in inglese.
3 misure, 2000–2005, una a LUNAMostra l'elencoNascondi l'elenco
2000
LUNA 50 kVLaboratori Nazionali del Gran Sasso (INFN)
Misura diretta in laboratorio sotterraneo · 4,2–13,8 keV
d(3He,p)4He with a 3He beam on a deuterium gas target; the stopping power of 3He in D2 agrees with the standard compilation, and the screening potential Uₑ = 132 ± 9 eV is twice the atomic-physics estimate. [1]
2001
100 kV accelerator, Ruhr-Universität Bochum
Misura diretta in superficie · 5–60 keV (fascio di d) e 10–40 keV (fascio di 3He)
Both 3He(d,p)4He and d(3He,p)4He, with the LUNA setup; Uₑ = 219 ± 7 eV and 109 ± 9 eV, above the atomic-physics values of 120 and 65 eV. [2]
2005
Metodo del cavallo di Troia · da 600 keV fino alle energie astrofisiche
Trojan Horse measurement through the three-body reaction 6Li(3He,pα)4He at 5 and 6 MeV; the bare S-factor was extracted in the modified plane-wave Born approximation, and the screening potential derived from it is consistent with the adiabatic limit. [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.
96 serie di dati in 43 voci EXFOR, 1951–2016 · 2 senza un intervallo di energia, non disegnate
- Energia più bassa in EXFOR
- 5,01 keV
- Aliotta et al., 2001 · S · A0228.002
- Distanza dal picco di Gamow
- 0,68 larghezze di Gamow sotto
- E₀ = 178 keV, finestra 49,9–306 keV
- Tasso da energie assenti in EXFOR
- < 0,01 %
- a T₉ = 0,8, stima liscia
- 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 | 14 | 3,8 keV – 23,9 MeV |
| Sfattore S | 11 | 3 keV – 339 keV |
| dσ/dΩdistribuzione angolare | 32 | 36 keV – 159 MeV |
| Aypolarizzazione | 36 | 36 keV – 159 MeV |
| MACSmedia maxwelliana | 1 | 4,77 keV – 9,54 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.
Dettagli
The cross section is dominated by the 3/2+ resonance in 5Li, the mirror of the 5He state that governs d+t. At the lowest energies the measured S-factor rises above the bare-nucleus trend because the atomic electrons of the target screen the Coulomb barrier. The LUNA 50 kV accelerator measured d(3He,p)4He down to 4.2 keV and found a screening potential of 132 ± 9 eV, twice the atomic-physics estimate of 65 eV.
Measurements of both 3He(d,p)4He and d(3He,p)4He at a 100 kV accelerator in Bochum, with the LUNA setup, gave screening potentials of 219 ± 7 eV and 109 ± 9 eV, again well above the atomic-physics values of 120 eV and 65 eV. The Trojan Horse method, which gives the bare S-factor without screening, yielded a screening potential consistent with the adiabatic limit.
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.
Questioni aperte
- Il potenziale di schermaggio elettronico ricavato dai dati diretti alle energie più basse, che supera la stima adiabatica, mentre l'analisi con il metodo del cavallo di Troia trova un valore compatibile con essa.
Discussa nella pagina delle questioni aperte
Reazioni correlate
Bibliografia
- 1.
H. Costantini et al. (LUNA Collaboration)
Stopping power, electron screening and the astrophysical S(E) factor of d(3He,p)4He
Phys. Lett. B 482, 43 (2000) · 10.1016/S0370-2693(00)00513-XLUNA
- 2.
M. Aliotta, F. Raiola, G. Gyürky et al.
Electron screening effect in the reactions 3He(d,p)4He and d(3He,p)4He
Nucl. Phys. A 690, 790 (2001) · 10.1016/S0375-9474(01)00366-9
- 3.
M. La Cognata et al.
Bare-nucleus astrophysical factor of the 3He(d,p)4He reaction via the "Trojan horse" method
Phys. Rev. C 72 (2005), issue 6
- 4.
P. Descouvemont, A. Adahchour, C. Angulo, A. Coc, E. Vangioni-Flam
Compilation and R-matrix analysis of Big Bang nuclear reaction rates
At. Data Nucl. Data Tables 88, 203 (2004) · arXiv:astro-ph/0407101
- 5.
H.-S. Bosch, G. M. Hale
Improved formulas for fusion cross-sections and thermal reactivities
Nucl. Fusion 32, 611 (1992); correction Nucl. Fusion 33, 1919 (1993)
Come citare questa pagina
J. Skowronski, 3He(d,p)4He, in Atlante delle reazioni, 2026-10-12, https://jskowron.eu/it/atlas/3He-dp-4He.
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