rp-Prozess - rp-process
Der rp-Prozess (Rapid Proton Capture Process) besteht aus aufeinanderfolgenden Protoneneinschlüssen auf Impfkeimen , um schwerere Elemente zu erzeugen. Es ist ein nucleosynthesis Prozess und, zusammen mit dem s -Prozess und der r -Prozess kann für die Erzeugung von vielen der schweren Elemente , die in der Welt verantwortlich. Es unterscheidet sich jedoch deutlich von den anderen erwähnten Prozessen dadurch, dass es auf der protonenreichen Stabilitätsseite im Gegensatz zu der neutronenreichen Stabilitätsseite abläuft. Der Endpunkt des rp-Prozesses (das Element mit der höchsten Masse, das er erzeugen kann) ist noch nicht gut etabliert, aber neuere Forschungen haben gezeigt, dass er in Neutronensternen nicht über Tellur hinaus fortschreiten kann . Der rp-Prozess wird durch den Alpha-Zerfall gehemmt , was dem Endpunkt bei 104 Te , dem leichtesten beobachteten Alpha-Zerfall-Nuklid, und der Protonen-Tropflinie bei leichten Antimon-Isotopen eine obere Grenze setzt . An diesem Punkt führen weitere Protoneneinschlüsse zu einer sofortigen Protonenemission oder Alphaemission, und somit wird der Protonenfluss verbraucht, ohne schwerere Elemente zu ergeben; Dieser Endprozess ist als Zinn-Antimon-Tellur-Zyklus bekannt.
Bedingungen
Der Prozess muss in Umgebungen mit sehr hohen Temperaturen (über 10 9 Kelvin ) ablaufen , damit die Protonen die große Coulomb-Barriere für Reaktionen geladener Teilchen überwinden können. Eine wasserstoffreiche Umgebung ist aufgrund des benötigten großen Protonenflusses ebenfalls eine Voraussetzung. Es wird angenommen , dass die für diesen Prozess erforderlichen Impfkeime während der Ausbruchsreaktionen aus dem heißen CNO - Zyklus gebildet werden . Typischerweise konkurriert der Protoneneinfang im rp-Prozess mit (α,p)-Reaktionen, da die meisten Umgebungen mit einem hohen Wasserstofffluss auch reich an Helium sind. Die Zeitskala für den rp-Prozess wird durch β + -Zerfälle an oder in der Nähe der Protonentropflinie bestimmt , da die schwache Wechselwirkung bei diesen hohen Temperaturen notorisch langsamer ist als die starke Wechselwirkung und die elektromagnetische Kraft .
Mögliche Seiten
Als Standorte für den rp-Prozess werden akkretierende Doppelsysteme vorgeschlagen, in denen ein Stern ein Neutronenstern ist . In diesen Systemen akkretiert der Donorstern Material auf seinen kompakten Partnerstern. Das angelagerte Material ist aufgrund seiner Herkunft aus den Oberflächenschichten des Donorsterns in der Regel reich an Wasserstoff und Helium. Da solche kompakten Sterne hohe Gravitationsfelder haben , fällt das Material mit hoher Geschwindigkeit auf den kompakten Stern zu und kollidiert normalerweise mit anderem akkretiertem Material auf dem Weg, wodurch eine Akkretionsscheibe gebildet wird . Im Falle der Akkretion auf einem Neutronenstern hat dieses Material, da sich dieses Material langsam an der Oberfläche aufbaut, eine hohe Temperatur, typischerweise um 10 8 K. Schließlich wird angenommen, dass in dieser heißen Atmosphäre thermonukleare Instabilitäten entstehen, die die Temperatur weiter steigen, bis es zu einer außer Kontrolle geratenen thermonuklearen Explosion des Wasserstoffs und des Heliums kommt. Während des Flashens steigt die Temperatur schnell an und wird so hoch, dass der RP-Prozess stattfindet. Während der anfängliche Blitz von Wasserstoff und Helium nur eine Sekunde dauert, dauert der rp-Prozess typischerweise bis zu 100 Sekunden. Daher wird der rp-Prozess als Schwanz des resultierenden Röntgenstrahls beobachtet .