● 摘要
核天体物理主要研究宇宙中天体演化过程的能量来源,以及核合成过程。核反应率是影响核合成过程和能量产生过程的重要因素之一。核天体物理学感兴趣的是低能核反应,通常涉及到不稳定核或奇特核,这些核的能级结构性质以及反应截面的实验数据难以获得。而且,实验上可以研究的核反应的能量范围比较窄。因此,大部分反应率的数据,都需要通过理论方法给出。
快中子俘获过程,是宇宙中核合成过程中的一个至关重要的过程。大约一半的比铁重的核素的核合成过程,都与快中子俘获过程有关。目前,中子俘获反应率通常是用统计的Hauser-Feshbach(HF)模型来描述。此模型使用的前提是能级密度足够高。最近的研究表明,对于一些比铁重的丰中子核,其直接俘获截面的贡献较大。由于实验上无法测得关键反应的中子俘获截面,因此从理论上定量讨论直接俘获截面、共振俘获截面,以及统计方法给出的连续谱的贡献非常重要。
最近关于元素丰度对中子俘获核反应率敏感性的研究表明,少数的关键核反应率的变化将引起成百上千个元素丰度的强烈变化。本文以132Sn(n, )133Sn反应为例进行详细计算。单粒子束缚态能级结构的性质由相对论平均场理论给出;单粒子共振态能级结构的性质由基于相对论平均场的耦合常数解析延拓方法给出;将核的能级结构用于E1跃迁过程中子俘获截面计算。本文首次将相对论平均场理论给出的共振态能级结构用于计算中子共振俘获截面。定量给出直接俘获截面和共振俘获截面的贡献;并基于此研究反应率的变化对核素丰度的影响。
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