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Jakub Skowronski
Tassi di reazioneIl processo s, spiegato

Tassi di reazione

Processo s: e se…?

Nel processo s il ferro cattura neutroni, dalla 13C(α,n) e dalla 22Ne(α,n), e risale fino al piombo. Scegli un ambiente, cambia una reazione o un veleno neutronico e guarda come si spostano gli isotopi pesanti.

tasca di 13C90 MKimpulso termico270 MKnucleo di He250 MK

Stella AGB, tasca di 13C tra due impulsi90 milioni di K · 3500 g/cm3 · 100 mila anni

1Che cosa ha prodotto la combustione, dal ferro al bismuto

N = 50Sr Y ZrN = 82Ba La CeN = 126Pb10−210−11101021031046080100120140160180200Numero di massa Avolte più che all'inizio?
isotopo stabilesolo ssotto un centesimo dell'inizio (bruciati)richiede un decadimento stellare che la rete non ha

Stella AGB, tasca di 13C tra due impulsi: circa 15 neutroni catturati da ogni seme di ferro.

Ogni punto è un isotopo stabile: quanto ce n'è alla fine della combustione rispetto all'inizio, che è la miscela solare. In questo piccolo strato, non in tutta la stella. I quadrati sono gli isotopi solo s, prodotti soltanto dal processo s; le bande ombreggiate sono i gusci di neutroni chiusi, dove il flusso si accumula. I picchi del processo s: stronzio, ittrio, zirconio (A ≈ 88), bario, lantanio, cerio (A ≈ 138) e piombo (A = 208), dove i nuclei con gusci di neutroni chiusi catturano lentamente e si accumulano.

Esposizione ai neutroniquanti neutroni ha incontrato un nucleo, per millibarn della sua area bersaglio (1 mb = 10−27 cm2)
0,247 mb−1
Densità di neutroni massima
1,1 × 107 cm−3
Neutroni catturati per semeper nucleo pesante, dal ferro in su
15,3

Come leggerlo

L'esposizione ai neutroni τ misura quanti neutroni sono stati offerti a ogni nucleo durante la combustione: è la densità di neutroni moltiplicata per la loro velocità e sommata nel tempo, in neutroni per millibarn. Un nucleo con una sezione d'urto (la MACS) di 100 mb ne cattura in media 100 τ. Un'esposizione di qualche decimo per millibarn basta a portare il ferro fino al bario e al piombo.

Rendere più rapida una sorgente nella tasca di 13C cambia poco: il 13C brucia tutto comunque, solo prima. Conta di più quanto 13C c'è, e quanti neutroni si prendono i veleni: aumenta il 14N iniziale o la 14N(n,p)14C e guarda il piombo calare. Nell'impulso termico invece la 22Ne(α,n) brucia solo in parte, e il suo tasso decide direttamente quanti neutroni ci sono.

Il modello è a zona singola: temperatura e densità fisse, una composizione iniziale per ogni ambiente, la rete integrata nel tuo browser con lo stesso metodo implicito della pagina dei tassi e verificata con pynucastro. Mostra come le sorgenti, i veleni e i semi spostano la distribuzione, non le rese di una stella.

Riconoscimenti, licenze e fonti

Tassi di reazione: il database JINA REACLIB (Cyburt et al. 2010), versione del 30 marzo 2025 distribuita con pynucastro; la fonte di ogni tasso è indicata accanto a esso nelle tabelle per specialisti. REACLIB si può usare liberamente, citandone la fonte. reaclib.jinaweb.org

Le reti, le fonti dei tassi, la composizione solare e lo schermaggio elettronico sono stati esportati con pynucastro (Smith et al. 2023; Willcox e Zingale 2018), licenza BSD a 3 clausole. Il risolutore che gira nel browser è stato verificato sull'integrazione delle stesse reti eseguita da pynucastro. github.com/pynucastro/pynucastro

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