有引力的非等温系统反应扩散方程和CNO循环的稳定性

将反应扩散方程推广到存在引力的非等温系统.外场的引入使方程不再有均匀定态解,用该方程分析恒星结构CNO循环的稳定性得到了由引力和温度梯度产生的效应以及一些有趣的结果.

存在电场的非等温系统反应扩散方程和CNO循环的稳定性分析

应用非平衡态热力学理论 ,得到了存在电场时非等温系统的反应扩散方程 ,用此方法对恒星内部CNO循环反应进行分析 ,得到了稳定性条件以及恒星结构保持稳定时的最小扰动波数 .结果表明 ,电场的作用对CNO循环反应的稳定性有一定影响 .

CNO循环的两个问题

本文由质能守恒从两个途径计算了CNO循环的Q值,纠正了通用教材中Q值的错误结果,同时指出了一些教材中忽略CNO—2分支的不足。

中等质量星演化中的蓝拐和CNO双循环

天体物理学家第一次成功地计算中等质量恒星演化到中心氦燃烧阶段 ,就发现蓝拐现象 ,它是赫罗图上形成黄巨星分支的重要理论条件。但由于蓝拐对很多输入物理 ,如对流的混合长理论 ,对流超射 ,初始元素丰度等都十分敏感稍稍不同就会抑制或触发蓝拐 ,因此蓝拐的激发机制一直没有满意的理论。本文回顾了蓝拐的研究历史 ,并对中等质量恒星在演化过程中的蓝拐的激发机制问题进行理论分析 ,给出一个蓝拐整个过程的物理图象。本文探寻了氢燃烧核反应的CNO循环过程对蓝拐的影响 ,用两种不同的方法处理CNO循环 ,在第一种模型中保持14N丰度不变 ;而在第二种模型中计算了16 O向14N的转化过程。结果模型一中出现了蓝拐而模型二中没有蓝拐。在对两种模型的比较中 ,我们进一步研究蓝拐的触发机制。我们注意到蓝拐的一个重要特征 ,恒星内部的核反应产能增加决定了蓝拐光度的上升 ;同时对于一个内部产能恒定的恒星 ,恒星外壳的膨胀和收缩将决定恒星表面的有效温度。根据这点 ,对恒星内部和外壳的各种物理量进行了研究 ,并着重注意了恒星外壳对内部产能变化的反应。我们发现RGB阶段产生的氢丰度不连续区的跳变是恒星光度上升的一个关键因素 ,当氢壳层的外边缘接触到氢跳变的时候 ,突然增加的氢丰度使氢燃烧壳层变宽 。

^(15)O次级束的产生

在北京HI13串列加速器次级束流线上利用2H(14N,15O)n逆运动学反应产生了15O次级束。经准直后,在焦平面位置处的15O次级束的能量为(74.3±0.7)MeV,纯度可达50%,强度约为80pnA-1·s-1。利用15O次级束可实现对核天体物理高温CNO循环及其泄漏过程中若干关键反应的逆运动学实验测量。

在不同温度下^(18)O(p,α)^(15)N与^(18)O(p,γ)^(19)F两反应道分支比的计算

作者计算了在不同温度 (非共振情况 )下18O(p ,α) 15N与18O (p ,γ) 19F两个反应道的分支比 .在 (2～ 3)× 10 7K温度范围内 ,其分支比R约为 1.33× 10 2 .这表明 ,在CNO循环中 ,核反应18O(p ,γ) 19F可以忽略 .CNO循环中的分支数也将由原来的 4个变成为 3个 。

天体物理重要反应^(13)N(p,γ)^(14)O的实验研究

13N(p,γ)14O是高温CNO循环中的关键反应,对恒星能量产生机制及其演化的研究具有重要意义。利用北京HI-13串列加速器次级束流线产生的13N放射性束测量了质心系能量为8.9 MeV的13N(d,n)14O反应的角分布,导出了14O基态渐进归一化系数(ANC)为(29.4±5.3)fm-1。此外,使用镜像核的电荷对称性,通过分析13C(d,p)14C反应的角分布,导出了与实验一致的14O基态质子ANC。使用最新开发出的R矩阵程序,导出13N(p,γ)14O反应在高温CNO循环中的天体物理S因子和反应率。将此数据代入核天体物理反应的网络程序进行计算,结果表明,新星中CNO循环产生的能量比原有的结果多5%,这可能会对新星的演化有一定的影响。

极高温度下^(15)N(p,α)^(12)C与 ^(15)N(p,γ)^(16)O两反应道分支比的计算

作者计算了在不同温度(非共振情况)下,15N(p,α)12C与15N(p,γ)16O两反应道的分支比.在(2～3)×107K温度范围内,其分支比值R约为6.827×102.作者认为,表明在CNO循环中,核反应15N(p,γ)16O可以忽略,并直接影响13N,15O,17F和18F太阳中微子的流量.

极高温度下^(17)O(p,α)^(14)N与^(17)O(p,γ)^(18)F两反应道分支比的计算

本文计算在极高温度 (非共振能量情况 )下 1 7O(p,α) 1 4N与 1 7O(p,γ) 1 8F两反应道分支比。在 (2～ 3)× 10 7K温度范围内其分支比 R约为 5 .4× 10 - 8。这表明在 CN O循环中 ,核反应 1 7O(p,α) 1

电荷屏蔽与磁场中的热核反应(英文)

讨论了强磁场下 ,电荷屏蔽对热核反应的影响 ,结果表明 ,在相对低的密度下 (ρ/ μe～ 10 5mol·cm-3) ,强磁场 (～ 10 13G)使得电荷屏蔽势能增加 ;增加的屏蔽势对CNO循环中氢燃烧阶段14 N的质子俘获反应有明显的意义 ,但对其它热核反应 。

天体物理中爆发性核合成(英文)

简要地评述天体核过程 ,着重讨论爆发性氢燃烧过程 ,并利用最新的反应率实验数据对氢燃烧过程进行了计算 .指出从热pp链通过11C的质子辐射俘获反应进入CNO循环的反应流量可以超过 3α过程的流量 .用18F(p ,γ)和 (p ,α)反应的新反应率计算的18F生成丰度比旧反应率给出的丰度要大 1.8倍 .对在X射线爆的典型天体物理条件下的快质子 (rp)过程的计算表明 ,“等待核”89Ru和93Pd的 β衰变寿命的新实验数据给出的该 2核的生成丰度 ,比旧实验数据给出的值要大 4倍 .