【摘 要】
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比铁更重的元素核合成被列为本世纪亟待解决的“11个重大未解的物理学问题”之一。人们普遍认为慢中子俘获过程(s-过程)和快中子俘获过程(r-过程)分别产生约50%的宇宙中比铁更重的元素。质子俘获,光核反应(γ-过程)和中微子过程(v-过程)产生丰度较低的35个丰质子核(p-核)。目前,中子俘获过程发生的天体场所较为清楚,而p-核核合成的天体场所仍存在很大争议,最有可能是Ⅱ类超新星的O/Ne壳层,或者
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比铁更重的元素核合成被列为本世纪亟待解决的“11个重大未解的物理学问题”之一。人们普遍认为慢中子俘获过程(s-过程)和快中子俘获过程(r-过程)分别产生约50%的宇宙中比铁更重的元素。质子俘获,光核反应(γ-过程)和中微子过程(v-过程)产生丰度较低的35个丰质子核(p-核)。目前,中子俘获过程发生的天体场所较为清楚,而p-核核合成的天体场所仍存在很大争议,最有可能是Ⅱ类超新星的O/Ne壳层,或者Ⅰa型超新星的碳氧白矮星的热爆炸。核心塌缩超新星爆发的早期阶段,前中子星会释放出许多高能中微子。当中微子穿过恒星的外层,它们可以与周围壳层中存在的原子核发生核反应。v-过程被认为是一些轻和重元素以及稀有同位素起源的机制。对最轻的p-核74Se而言,由恒星模型预测的丰度比太阳系丰度高出三倍,却低估了其他绝大部分p-核的丰度。当前74Se相关测量实验非常稀少,现有的实验数据与理论计算之间仍存在着较大分歧。本工作中,主要研究了74Ge(ve,e-)74As带电电流反应、74Se/74Ge丰度以及94Mo丰度,具体如下:首先,研究了从74As的1+态跃迁到74Ge的0+态的跃迁强度B(GT)Exp和B(GT)Th,计算出与中微子入射能量相关74Ge(ve,e-)74As反应截面。然后从超新星爆发的中微子费米-狄拉克能谱中,推导出74Ge(ve,e-)74As反应平均截面。其次,基于中微子通量、温度演化、以及光致裂解反应率,讨论了74Se和74Ge在不同半径下最终丰度比的变化,并与太阳系中的丰度比进行了比较。结果表明,v-过程中74Se和74Ge丰度比的上限仅占太阳系丰度的22%,这意味着并不能单独用v-过程来解释74Se丰度。基于该研究方法,计算了更重p-过程核素94Mo的丰度。结果发现中微子核反应也能够给出94Mo与94Zr丰度比的上限。通过比较74Se和94Mo最大产额的半径位置可知,94Mo更靠近壳层的内层,符合重元素的产生规律。最后,利用转移反应研究了 Se和Mo同位素的产生截面。通过CoMD模型计算了136Xe和198Pt的多核子转移反应,得到了丰中子同位素以及Se和Mo同位素的产生截面。结果表明CoMD模型能够很好地再现初始核过程中粒子的分布情况,并能对同位素生产截面进行合理的预测。
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