Un nucleo di 7Be assorbe un neutrone e diventa 7Li, emettendo un protone. Dopo il Big Bang fu la reazione principale che distrusse il 7Be, e con esso gran parte del futuro litio.
La maggior parte del litio primordiale si formò prima come 7Be, che si trasformò in 7Li solo a nucleosintesi conclusa. Tutto il 7Be distrutto prima abbassa il litio previsto oggi. Questa reazione ne eliminò la parte maggiore. Poiché il litio previsto è più alto della quantità osservata nelle stelle antiche, il suo tasso è stato rimisurato per verificare se un valore più grande potesse colmare la differenza.
Dati essenziali
- Quanto è noto
- I dati a tempo di volo coprono ora le energie della nucleosintesi primordiale; la sezione d'urto più alta che danno è ben lontana dal bastare a risolvere il problema del litio.
- Valutazione interattiva
- Nessuna valutazione interattiva per ora · Valutazioni
- Valore Q · energia liberata
- 1,644 MeV
- Tempo di dimezzamento del 7Be
- 53,2 giorni
- Valore di laboratorio. In una stella possono cambiarlo gli stati eccitati termicamente e la ionizzazione; è questo tempo a decidere quanto spesso il nucleo decade prima di catturare un neutrone.
- Energia termica kT
- circa 26–69 keV, l'energia di un gas a 300–800 milioni di gradi
Per ambiente stellare
- 69 keVcollo di bottiglia del deuterio, 0,8 GK
- 26 keVfine della nucleosintesi primordiale, 0,3 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.
- Tipo
- Reazione di scambio di particelle
Come è stata misurata
Le parti tecniche di questa pagina (l'elenco delle misure, i dettagli) sono in inglese.
3 misure, 1988–2021Mostra l'elencoNascondi l'elenco
1988
LANSCE, Los Alamos National Laboratory, Los Alamos NM
Fasci di neutroni e tempo di volo · da 25 meV a 13,5 keV (energia del neutrone)
Time-of-flight measurement with a 7Be sample, normalized to the thermal cross section measured at the Omega West Reactor; it stops below the BBN energies. [1]
2018
n_TOF, CERNCERN
Fasci di neutroni e tempo di volo · da energie termiche a circa 325 keV (energia del neutrone)
High-purity 7Be target implanted at ISOLDE, the EAR2 flight path and a silicon telescope; the cross section is higher than the evaluations at low energy and agrees with 7Li(p,n)7Be data. The effect on the lithium problem is minor. [2]
2021
CRIB radioactive-beam separator, Japan
Metodo del cavallo di Troia · energie della nucleosintesi primordiale (tramite 7Be(d,7Li p)1H e 7Be(d,αα)1H)
Trojan Horse measurement of 7Be(n,p)7Li and 7Be(n,α)4He at the same time; an improved (n,p0) cross section and the first quantification of the (n,p1) channel in the BBN energy region, which in the PRIMAT code lowers the predicted 7Li by about a tenth. [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.
19 serie di dati in 8 voci EXFOR, 1955–2021 · 3 senza un intervallo di energia, non disegnate
- Energia più bassa in EXFOR
- 17,9 meV
- Hanna, 1955; Gledenov et al., 1987; KOEHLER et al., 1989; Damone et al., 2018; Tomandl et al., 2019 · σ · 23291.002
- Medie maxwelliane misurate
- Nessuna in EXFOR
- Tasso da energie assenti in EXFOR
- 4,1 %
- a kT = 68,9 keV, stima liscia
- Energie che contano a kT = 68,9 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 | 8 | 8,74 meV – 1,75 MeV |
| σ→Eₓparziale | 5 | 22,1 meV – 2,45 MeV |
| ωγintensità di risonanza | 1 | 11,4 keV – 3,1 MeV |
| …altro | 2 | 22,1 meV – 22,1 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 reaction has a large cross section at thermal energies and follows a 1/v trend up to resonances in 8Be at higher neutron energies. BBN needs neutron energies of tens of keV. Direct measurements combine radioactive 7Be targets with neutron time-of-flight beams.
Before 2018 the only two data sets from thermal to keV energies dated from the 1980s, did not reach the BBN window and disagreed with each other. The n_TOF measurement at CERN, with a 7Be target implanted at ISOLDE, covered neutron energies from thermal up to about 325 keV. Its cross section is higher than the evaluations at low energy and agrees with values inferred from the time-reversed 7Li(p,n)7Be reaction, but the change reduces the predicted primordial lithium only slightly.
A Trojan Horse measurement with a 7Be beam (Hayakawa et al. 2021) separated the (n,p0) and (n,p1) channels and quantified the transition to the first excited state of 7Li at BBN energies for the first time; including it lowers the predicted 7Li by about a tenth, still far from the factor of about three that the lithium problem needs.
Valutazioni
Compilazioni che combinano i dati in un tasso di reazione raccomandato.
Questioni aperte
- Il contributo delle transizioni al primo stato eccitato del 7Li alle energie della nucleosintesi primordiale, che le misure della sezione d'urto totale del 1988 e del 2018 non separano; i dati del cavallo di Troia del 2021 ne danno un primo valore, ancora da confermare con una misura diretta.
Reazioni correlate
Bibliografia
- 1.
P. E. Koehler, C. D. Bowman et al.
7Be(n,p)7Li total cross section from 25 meV to 13.5 keV
Phys. Rev. C 37, 917 (1988) · 10.1103/PhysRevC.37.917
- 2.
L. Damone et al. (n_TOF Collaboration)
7Be(n,p)7Li reaction and the cosmological lithium problem
Phys. Rev. Lett. 121, 042701 (2018) · 10.1103/PhysRevLett.121.042701 · arXiv:1806.03050
- 3.
S. Hayakawa, M. La Cognata, L. Lamia et al.
Astrophys. J. Lett. 915, L13 (2021) · 10.3847/2041-8213/ac061f
- 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.
C. Iliadis, A. Coc
Thermonuclear reaction rates and primordial nucleosynthesis
Astrophys. J. 901, 127 (2020) · arXiv:2008.12200
Come citare questa pagina
J. Skowronski, 7Be(n,p)7Li, in Atlante delle reazioni, 2026-10-12, https://jskowron.eu/it/atlas/7Be-np-7Li.
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