p-processo - p-process

O termo processo-p ( p para próton ) é usado de duas maneiras na literatura científica a respeito da origem astrofísica dos elementos ( nucleossíntese ). Originalmente, referia-se a um processo de captura de prótons que é a fonte de certos isótopos deficientes de nêutrons, de ocorrência natural, dos elementos do selênio ao mercúrio . Esses nuclídeos são chamados de p-núcleos e sua origem ainda não está completamente esclarecida. Embora tenha sido demonstrado que o processo originalmente sugerido não pode produzir os p-núcleos, mais tarde o termo p-processo foi algumas vezes usado para se referir a qualquer processo de nucleossíntese supostamente responsável pelos p-núcleos.

Freqüentemente, os dois significados são confundidos. A literatura científica recente, portanto, sugere o uso do termo processo-p apenas para o processo real de captura de prótons, como é comum em outros processos de nucleossíntese na astrofísica.

O processo p de captura de prótons

Nuclídeos ricos em prótons podem ser produzidos adicionando sequencialmente um ou mais prótons a um núcleo atômico . Essa reação nuclear do tipo (p, γ) é chamada de reação de captura de prótons . Ao adicionar um próton a um núcleo, o elemento é alterado porque o elemento químico é definido pelo número de prótons de um núcleo. Ao mesmo tempo, a proporção de prótons para nêutrons é alterada, resultando em um isótopo mais deficiente em nêutrons do próximo elemento. Isso levou à ideia original para a produção de p-núcleos: prótons livres (os núcleos dos átomos de hidrogênio estão presentes em plasmas estelares ) deveriam ser capturados em núcleos pesados ​​( núcleos semente ) também já presentes no plasma estelar (anteriormente produzidos no s -processo e / ou r -processo ).

Tais capturas de prótons em nuclídeos estáveis (ou quase estáveis), no entanto, não são muito eficientes na produção de núcleos p, especialmente os mais pesados, porque a carga elétrica aumenta com cada próton adicionado, levando a um aumento da repulsão do próximo próton a ser adicionado, de acordo com a lei de Coulomb . No contexto das reações nucleares, isso é chamado de barreira de Coulomb . Quanto mais alta a barreira de Coulomb, mais energia cinética um próton precisa para se aproximar de um núcleo e ser capturado por ele. A energia média dos prótons disponíveis é dada pela temperatura do plasma estelar. Mesmo que essa temperatura pudesse ser aumentada arbitrariamente (o que não é o caso em ambientes estelares), os prótons seriam removidos mais rapidamente de um núcleo por fotodisintegração do que poderiam ser capturados em alta temperatura. Uma possível alternativa seria ter um grande número de prótons disponível para aumentar o número efetivo de capturas de prótons por segundo sem ter que aumentar muito a temperatura. Tais condições, entretanto, não são encontradas em supernovas de colapso do núcleo, que deveriam ser o local do processo p.

As capturas de prótons em densidades de prótons extremamente altas são chamadas de processos de captura rápida de prótons . Eles são distintos do processo p não apenas pela alta densidade de prótons exigida, mas também pelo fato de que radionuclídeos de vida muito curta estão envolvidos e o caminho da reação está localizado próximo à linha de gotejamento de prótons . Os processos de captura rápida de prótons são o processo rp , o processo νp e o processo pn .

História

O termo p-processo foi originalmente proposto no famoso artigo B 2 FH em 1957. Os autores presumiram que esse processo era o único responsável pelos p-núcleos e propuseram que ele ocorre na camada de hidrogênio (ver também evolução estelar ) de um estrela explodindo como uma supernova tipo II . Foi mostrado mais tarde que as condições exigidas não são encontradas em tais supernovas.

Ao mesmo tempo que o B 2 FH, Alastair Cameron percebeu independentemente a necessidade de adicionar outro processo de nucleossíntese para capturar a nucleossíntese de nêutrons, mas simplesmente mencionou as capturas de prótons sem atribuir um nome especial ao processo. Ele também pensou em alternativas, por exemplo, fotodisintegração (hoje chamada de processo γ ) ou uma combinação de processo-p e fotodisintegração.

Veja também

Referências