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Atlante delle reazioni · Catene protone-protone

Reazione di scambio di particelle · pp-II

7Li(p,α)4He

: litio‑7 + protone → elio‑4 + elio‑4Come si legge la notazione

In questa pagina

Un nucleo di 7Li cattura un protone e si spezza in due nuclei di 4He. È l'ultimo passo della catena pp-II, e distrugge il litio nelle stelle.

La reazione chiude la catena pp-II nel Sole ma non ne limita mai la velocità. Conta di più come distruttrice di litio: il 7Li brucia già a temperature di qualche milione di gradi, quindi le stelle perdono il loro litio non appena il rimescolamento lo porta abbastanza in profondità. Il litio osservato sulla superficie di una stella è perciò un indizio di come si rimescolano i suoi strati esterni. Dopo il Big Bang la reazione eliminò anche parte del 7Li prodotto direttamente.

Dati essenziali

Quanto è noto
Misurata fino a basse energie. L'incertezza residua è la correzione per gli elettroni atomici del bersaglio, che in laboratorio rendono la reazione più facile di quanto sia tra nuclei nudi.
Valutazione interattiva
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Tassi di reazione
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Valore Q · energia liberata
17,346 MeV
Finestra di Gamow
  • 15 ± 5,2 keVcentro del Sole, 15,7 MK (pp-II)
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.

2 misure, 1992–2001Mostra l'elenco
  1. 1992

    Ruhr-Universität Bochum and Universität Münster

    Misura diretta in superficie · 10–1450 keV (intera serie di dati)

    Proton, deuteron and lithium beams with atomic and molecular targets, to compare electron screening in 6Li and 7Li reactions; the low-energy cross sections are enhanced in all cases, somewhat more for atomic than for molecular targets. [1]

  2. 2001

    Metodo del cavallo di Troia · 10–400 keV

    Bare S-factor from the Trojan Horse method in a distorted-wave Born approximation analysis: S_b(0) = 55 ± 3 keV b and a screening potential Uₑ = 330 ± 40 eV, above the adiabatic limit of 175 eV. [2]

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.

67 serie di dati in 40 voci EXFOR, 1938–2025 · 2 senza un intervallo di energia, non disegnate

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

Energia più bassa in EXFOR
10,1 keV
Schroeder et al., 1989 · S · A1291.005
Distanza dal picco di Gamow
Dentro la finestra
E₀ = 15,3 keV, finestra 10–20,5 keV
Tasso da energie assenti in EXFOR
3,3 %
a T₉ = 0,0157, stima liscia · di cui 3,3 % sotto l'energia più bassa in EXFOR
1 keV10 keV100 keV1 MeV10 MeV100 MeVEnergia nel centro di massa (keV)E₀ = 15,3 keVσSσ→Eₓdσ/dΩAyYaltropiù bassa in EXFOR 10,1 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'urto138,74 keV – 10,5 MeV
Sfattore S108,8 keV – 1,52 MeV
σ→Eₓparziale1370 keV – 2,1 MeV
dσ/dΩdistribuzione angolare3520,7 keV – 19,2 MeV
Aypolarizzazione17,87 MeV – 19,2 MeV
Yresa319,7 keV – 887 keV
…altro276 keV – 6,87 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 cross section is large enough to be measured with good statistics at low energies, which made it a standard case for studying electron screening in laboratory targets: at the lowest energies the measured S-factor rises above the bare-nucleus trend. Engstler et al. (1992) measured it with proton beams on lithium targets and with lithium beams on hydrogen gas, and found the enhancement in all cases. The Trojan Horse method, which is free of screening effects, gave a bare S(0) = 55 ± 3 keV b; compared with the direct data it implies a screening potential of 330 ± 40 eV, well above the adiabatic limit of 175 eV.

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.

  • —P. Descouvemont et al., At. Data Nucl. Data Tables 88, 203 (2004) [3]
  • —Y. Xu et al., Nucl. Phys. A 918, 61 (2013) [4]

Questioni aperte

  • Il potenziale di schermaggio elettronico ricavato dai dati a bassa energia, che supera la stima della fisica atomica.

Reazioni correlate

Bibliografia

  1. 1.

    S. Engstler, G. Raimann, C. Angulo, U. Greife, C. Rolfs, U. Schröder, E. Somorjai, B. Kirch, K. Langanke

    Isotopic dependence of electron screening in fusion reactions

    Z. Phys. A 342, 471 (1992) · 10.1007/BF01294958

  2. 2.

    M. Lattuada, R. G. Pizzone, S. Typel et al.

    The bare astrophysical S(E) factor of the 7Li(p,α)α reaction

    Astrophys. J. 562, 1076 (2001)

  3. 3.

    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

  4. 4.

Come citare questa pagina

J. Skowronski, 7Li(p,α)4He, in Atlante delle reazioni, 2026-10-12, https://jskowron.eu/it/atlas/7Li-pa-4He.

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