S过程

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S过程( s-process ),中子慢俘获过程。B2FH理论(见元素合成理论)中提出的一种过程。中子供应稳定但不太充足的条件下,通过核合成形成重元素的过程,简称为s过程,s是英文slow(慢)的缩写。s过程中一个核每次俘获一个中子,而且在俘获另一个中子之前可能要经受β衰变,即s过程的时标比β衰变慢的过程。这是比铁元素更重的元素形成途径之一。比铁峰元素(钒、铬、锰、铁、钴、镍等)更重的元素的丰度,不能用核统计平衡过程来说明,因为它们的丰度远大于核统计平衡所确定的数值。用带电粒子间的反应来解释重元素的生成也有困难,因为这种反应需要克服库仑势垒。而库仑势垒随着核电荷的增加而增高,在低温条件下重核之间进行反应的概率小到可忽略,而在高温条件下核反应又趋于统计平衡。但俘获中子的反应却不受限制,它无须克服库仑势垒,所以在温度不是很高的情形下即可发生。一般重元素是由铁峰元素通过逐步俘获自由中子而生成的。设想把原子核(Z,A)置于中子流里,原子核俘获一个中子后就成为该元素的同位素(Z,A+1)。若(Z,A+1)核是稳定的,它将在这一状态停留,直至捕捉到另一中子为止。但如果(Z,A+1)核是β放射性的,则是捕捉另一中子还是β衰变,这要由两个过程的相对快慢来决定。若中子流很弱,(Z,A+1)核的中子俘获概率低于β衰变概率,则(Z,A+1)核先行β衰变,此即s过程;反之,即r过程。s过程可能发生于红巨星阶段,通过它可能生成直至A=208的稳定核素。天体物理研究s过程更多的是渐近巨星支(AGB),它可直接通过观测这类恒星加以研究。