The impact of individual nuclear properties on $r$-process nucleosynthesis
据认为，自然界中发现的重元素丰度的大约一半是由天体物理学的快速中子俘获过程或核合成的“$r$过程”产生的。这个多方面的问题仍然是所有物理学中最大的公开挑战之一。核物理性质的知识，如质量，$β$ -衰变和中子俘获率，以及$β$ -缓发中子发射概率是进入$r$ -过程核合成计算的关键输入。虽然已经确定了接近稳定的核的性质，但关于可能参与$r$过程的远离稳定的丰中子核，仍有许多未知之处。灵敏度研究测量了核物理输入变化的天体物理响应，从而可以分离出最重要的核特性，这些特性决定了在自然界中观察到的最终丰度。本文综述了最近的敏感性研究的程度，并强调了这些研究如何发挥关键作用，促进新的见解$r$过程。这些工具的开发促进了对最先进测量的集中努力，推动了新设施的建设，并将最终推动社区应对`从铁到铀的元素是如何形成的？'.
2015-08-28 astro-ph.SR nucl-ex nucl-th
Explosive nucleosynthesis: nuclear physics impact using neutrino-driven wind simulations
我们提出核合成研究的基础上的流体动力学模拟的核心坍缩超新星和随后的中微子驱动的风。虽然在这些模拟中发现的条件不适合快速中子俘获（r-过程）产生比A $\sim$ 130重的元素，但这可以通过人为增加风熵来解决。用这种方法，人们可以模拟发生r过程的喷出物的一般行为。我们研究了长期动力学演化和核物理输入对最终丰度的影响，并表明不同的核质量模型导致丰度的显着变化。这些差异可能与核质量远离稳定性的行为有关。此外，我们还详细地分析了当物质衰变回稳定态时，中子俘获和β缓发中子发射的影响。在我们研究的所有案例中，冻结效应大于先前的估计，并在冻结后的丰度产生实质性的变化。
2010-12-14 astro-ph.SR nucl-ex nucl-th
Quantification of nuclear uncertainties in nucleosynthesis of elements beyond Iron
铁以外的核合成提出了额外的挑战时，没有遇到研究天体物理过程涉及轻核。一般来说，较高的温度和核能级密度导致激发的目标状态的跃迁的贡献更强。这可能会妨碍横截面测量，以确定恒星反应速率和理论的贡献仍然很重要。此外，在天体物理学相关的能量范围内进行测量往往是不可行的。灵敏度分析不仅可以确定贡献的核性质，而且也是实验人员解释其数据对预测截面和速率的影响的方便工具。它还可以通过简化整个计算序列中的中间步骤来加快未来核合成的输入变化研究。大规模的预测的敏感性和基态的贡献，恒星率，允许估计以及率可以直接约束实验。作为应用实例讨论了反应185W（n，γ）和186W（γ，n）。核合成模拟中预测丰度的不确定性研究依赖于反应速率误差的知识。提出了一种改进的不确定度分析处理方法，以及结合实验数据和理论得出新的反应速率及其不确定度的方法。例如，它被应用于s过程的中子捕获率，导致比之前假设的更大的不确定性。
2014-12-22 astro-ph.HE astro-ph.SR nucl-ex
Uncertainties in the production of iron-group nuclides in core-collapse supernovae from Monte Carlo variations of reaction rates
Kogakuin University（工学院大学）；The University of Tokyo（东京大学）；RIKEN Pioneering Research Institute (PRI)（理化学研究所先导研究本部）；National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ)（日本国立天文台）；North Carolina State University（北卡罗来纳州立大学）；University of Basel（巴塞尔大学）；University of Hertfordshire（赫特福德大学）
研究核心坍缩超新星中铁族核素生产的不确定性，通过蒙特卡洛方法分析反应率影响，识别关键反应对放射性核素生产的作用。
2026-01-20 astro-ph.SR nucl-ex nucl-th
Uncertainties in s-process nucleosynthesis in massive stars determined by Monte Carlo variations
大质量恒星中的$s$ -过程产生了$s$ -过程中的弱成分（直到$A \sim 90$的原子核），其数量与太阳丰度相当。对于较重的同位素，如钡，在快速旋转的贫金属恒星中，通过中子捕获的生产显着增强。然而，详细的最终$s$ -过程丰度的理论预测有重要的不确定性，这是由核物理（主要是中子俘获反应和$β$ -衰变率）以及恒星演化模型的潜在不确定性造成的。在这项工作中，我们研究了大质量恒星中与$s$过程相关的核物理不确定性的影响。使用基于蒙特卡罗的方法，我们进行了广泛的核反应网络计算，包括新评估的上限和下限的个人温度依赖的反应速率。我们发现，在最终丰度的不确定性是由中子俘获率的不确定性，而$β$ -衰变率的不确定性只影响附近的几个核$s$ -过程分支。旋转贫金属恒星的$s$过程在数量上表现出不同的不确定性和关键反应，尽管定性特征是相似的。我们证实，我们的结果不显着改变在不同的金属丰度快速旋转的大质量恒星在非常低的金属丰度制度。我们强调哪些确定的关键反应是现实的候选人，以改善测量未来的实验。
2017-05-25 astro-ph.SR nucl-ex nucl-th
Impacts of nuclear-physics uncertainty in stellar temperatures on the s-process nucleosynthesis
我们评估的不确定性相关的s-过程核合成使用Monte-Carlo为中心的方法。我们是基于一个现实的和一般的处方温度依赖的不确定性的反应。我们认为大质量恒星的弱s-过程和AGB星的主要s-过程。我们发现，采用的不确定性（n，$γ$）率，百分之几十的平均水平，影响生产的s-过程核沿$β$ -稳定线，而对于$β$ -衰变，其中贡献从激发态增强的不确定性，具有最强的影响分支点。
2017-01-24 astro-ph.SR nucl-ex nucl-th
Proton-rich nucleosynthesis and nuclear physics
虽然爆炸性核合成的详细条件是从天体物理模型中推导出来的，但核物理决定了丰度产额的基本模式，而不仅仅是平衡过程。专注于nu-p-和伽马过程，一般核合成功能的天体物理模型的范围内，但（大多）独立的细节建模，提出。剩余的不确定性，由于不确定的Q值和反应速率进行了讨论。
2013-04-03 astro-ph.HE astro-ph.SR nucl-th
Radiative neutron capture reaction rates for stellar nucleosynthesis
该研究针对恒星核合成中五个重要中子俘获反应，利用核统计模型计算反应率，并拟合成温度多项式，为天体物理应用提供关键核数据。
2023-08-03 astro-ph.SR nucl-th
Stellar Nucleosynthesis Nuclear Data Mining
恒星核合成是一种重要的核物理现象，是目前观测到的化学元素和同位素丰度的原因。它也是我们理解自然的基石假设之一。它的理论预测往往通过天体物理观测和同位素丰度计算值与观测值的比较来验证。这些计算在很大程度上依赖于核反应速率、截面和衰变数据的可用性。在这项工作中，我们将提供一个大爆炸，恒星和爆炸核合成和现代计算机工具的理论和实验核反应数据的审查。将给出评价和汇编核反应数据的例子。主要的数据库和它们在核反应计算中的输入将被讨论。
2012-03-07 astro-ph.SR
The impact of mass uncertainties on the r-process nucleosynthesis in neutron star mergers
本研究探讨核质量预测中的模型与参数不确定性对中子星并合中r-过程核合成及抛射物成分的影响，发现两者显著影响重元素产生，核模型改进对降低预测不确定性至关重要。
2025-01-07 astro-ph.HE astro-ph.SR nucl-th
Complete calculation of evaluated Maxwellian-averaged cross sections and their uncertainties for s-process nucleosynthesis
目前的贡献是一个显着的改进，我们以前的麦克斯韦平均截面和天体物理反应速率的计算。增加新评估的中子反应库，如ROSFOND和低保真协方差项目，以及数据处理技术的改进，使我们能够将其扩展到整个范围的s过程核，计算麦克斯韦平均截面的不确定性的第一次，并提供额外的见解所有目前可用的中子诱导反应数据。将讨论使用ENDF库和当前Java技术的核反应计算，并提出新的结果。
2011-01-10 astro-ph.SR physics.comp-ph
Progress in Nuclear Astrophysics: a multi-disciplinary field with still many open questions
核天体物理是一个多学科交叉的领域，对核数据的需求量巨大。在它的各个领域中，恒星演化和核合成显然与核物理学关系最密切。天体物理学应用对核数据的需求对实验技术以及现有核模型的鲁棒性和预测能力提出了挑战。尽管过去几年取得了令人印象深刻的进展，但仍然存在重大问题和困惑。在目前的贡献，只有几个核天体物理学的具体方面进行了讨论。这些涉及到一些实验进展有关的测量的关键反应的相关性的所谓的s-和p-过程的核合成，在理论上的努力，在预测核特性的异国情调的富中子核的兴趣r-过程的核合成，以及最近引进的机器学习技术在核天体物理学的应用。
2022-12-05 astro-ph.HE astro-ph.SR nucl-ex
"Nuclear thermometers" reveal the origin of the universal r-process nucleosynthesis
本研究利用作为“核温度计”的巨偶极共振，通过实验数据和壳模型计算发现r过程温度下对称能增强，揭示了中子星并合中普遍r过程核合成的起源。
2024-11-26 astro-ph.SR nucl-ex nucl-th
Impact of nuclear mass models on $r$-process nucleosynthesis and heavy element abundances in $r$-process enhanced metal-poor stars
本研究分析了四种核物理模型对快中子捕获过程核合成的影响，发现WS4模型预测值与实验数据高度吻合，能准确重现贫金属星中的重元素丰度，证明其核数据对该研究至关重要。
2024-11-26 astro-ph.HE astro-ph.SR nucl-th
Nucleosynthesis in neutrino-driven winds: influence of the nuclear physics input
我们进行了流体动力学模拟的长期演变的原中子星研究核合成使用由此产生的风轨迹。虽然在目前的风模式中发现的条件是不利于生产的重元素，在生产的r-过程元素与A $\approx$ 195的结果的熵的一个小的增强。这使我们能够探索其生产的流体动力学演变（风终止冲击）和核物理输入的敏感性。
2009-09-05 astro-ph.SR
Re-investigation of neutron capture by 84Kr and 86Kr in the s-process nucleosynthesis
本研究利用统计模型程序Talys v1.96再研究s过程中84Kr、86Kr的中子俘获过程，分析核能级密度的影响，所得结果与既往研究吻合，且通过微调核性质复现了实验数据。
2024-10-09 astro-ph.SR nucl-ex nucl-th
Statistical Methods for Thermonuclear Reaction Rates and Nucleosynthesis Simulations
估算热核反应速率和核合成的严格统计方法在核天体物理学中正日益得到确立。面临的主要挑战是实验反应速率是从大量不同的测量核参数（例如，天体物理S因子、共振能量和强度、粒子和伽马射线部分宽度）。我们讨论的应用程序的Monte Carlo方法两个不同的，但相关的问题。首先，给定一组测量的核参数，如何才能最好地估计由此产生的热核反应速率和相关的不确定性？第二，给定一组适当的反应速率，如何才能最好地估计来自核合成的丰度（即，反应网络）计算？这里描述的技术提供了概率密度函数，其可用于导出任何期望覆盖概率的统计上有意义的反应速率和最终丰度。例子给出了应用程序的s-过程中子源，核心坍缩超新星，经典新星，大爆炸核合成。
2014-09-19 astro-ph.SR nucl-ex
The impact of (n,$γ$) reaction rate uncertainties of unstable isotopes near $N=50$ on the i process nucleosynthesis in He-shell flash white dwarfs
后AGB星樱井天体（人马座V4334）中的第一个S过程元素Rb、Sr、Y和Zr被认为是后AGB极晚期热脉冲事件中I过程核合成的结果。我们估计了i-process模型预测中的核物理不确定性，以确定与观测结果的剩余差异是否显著，并指出潜在的天体物理模型问题。我们发现，在核物理的不确定性的主要来源是预测的中子俘获率不稳定的富中子核，它可以有一个以上的因子20的不确定性的频带中的i-过程。我们使用蒙特卡罗变化的52中子捕获率和一维多区后处理模型的i-过程中樱井的对象，以确定这些不确定性的累积效应的最终元素丰度的预测。我们发现，核物理的不确定性是大的，可与观测误差。在这些不确定性的模型预测是一致的观察。我们的MC模拟结果的相关性分析表明，Rb，Sr，Y和Zr的预测丰度的最大影响是由$^{85}$ Br，$^{86}$ Br，$^{87}$ Kr，$^{88}$ Kr，$^{89}$ Kr，$^{89}$ Rb，$^{89}$ Sr和$^{92}$ Sr的（n，$γ$）反应速率的不确定性造成的。
2018-04-10 astro-ph.SR
The s-process nucleosynthesis in massive stars: current status and uncertainties due to convective overshooting
内容：众所周知，所谓的s-过程负责产生富含中子的反式铁元素，这些元素构成了太阳系组成中的大部分“重核素”（即比铁族核更重的核素），被认为是宇宙丰度的“参考标准”数据集。特别是，s-过程通过一系列的中子俘获反应和β衰变沿着“稳定谷”移动，产生了大约一半的反式铁同位素。为了解释观测到的太阳s核丰度分布，需要不止一个s过程“成分”（即具有一组物理条件（如中子暴露、初始丰度和中子密度）的核合成事件）。目前关于这个问题的观点认为，存在几个组成部分，在恒星环境方面，对应于不同演化阶段的不同类别的恒星。目的：本章的目的是回顾发生在大质量恒星的s-过程核合成（所谓的s-过程的弱分量），特别注意最近的研究，致力于分析如何的不确定性，由于恒星演化建模，特别是由于对流过冲影响这种核合成过程的效率。
2012-03-20 astro-ph.SR
Nuclear physics uncertainties in neutrino-driven, neutron-rich supernova ejecta
核心坍缩超新星（CCSNe）中的中子驱动喷出物提供了一个有趣的天体物理场景，其中Sr和Ag之间的较轻的重元素可以合成。以前的研究强调了（$α,n$）反应在这些元素的产生中所起的重要作用，特别是在富中子和富α环境中。本文研究了在不同天体物理条件下元素丰度对特定（$α,n$）反应速率不确定度的敏感性。在蒙特卡洛核合成研究超过36个代表性的天体物理风条件下，我们已经确定了最重要的反应的基础上，他们对最终元素丰度的影响。对这些反应的实验研究将减少核合成的不确定性，并有可能利用观测来了解较轻重元素的起源及其形成的天体物理条件。
2020-01-07 astro-ph.HE astro-ph.SR nucl-ex
Presolar grain isotopic ratios as constraints to nuclear and stellar parameters of AGB nucleosynthesis
最近的演化低质量恒星（与$M \lesssim 3M_\odot$）的模型，经历AGB阶段的假设，磁通量管浮力驱动的形成$^{13}$ C水库在富氦层。我们说明了它们的重要性质，显示了对流包层下方产生的低丰度的$^{13}$ C如何阻碍初级$^{14}$ N的形成以及随后合成中等质量核，如$^{19}$ F和$^{22}$ Ne。因此，在上述模型中，它们的生产具有纯粹的次要性质。初级$^{22}$ Ne的短缺也对降低中子密度有重要影响。另一个属性涉及AGB风，这是可能保留富C的子组件，隔离的磁张力，即使当信封组成是O-丰富。因此，在比以前设想的更早的阶段中发现了形成富碳化合物的条件。这些问题，连同与几个核物理量的不确定性，讨论了在光的同位素混合物的S-过程元素的恒星起源的前太阳SiC颗粒，这提供了重要的和精确的约束，否则不确定的参数。通过比较核合成的结果与测量的SiC数据，有人认为，这样一个详细的一系列的约束表明，需要新的测量电离等离子体中的弱相互作用率，以及中子捕获截面，特别是附近的N = 50和N = 82的中子幻数。尽管如此，我们的模型的特殊性使我们能够实现适合到目前为止从未在以前发表的尝试中获得的质量的前太阳粒数据。
2021-07-26 astro-ph.SR nucl-ex nucl-th
An ERC Starting Grant project on p-process nucleosynthesis concluded
2008年，启动了一个由欧洲研究理事会支助的题为“与天体物理p过程核合成有关的核反应研究”的启动赠款项目。在对质子和α引起的天体物理p过程核反应进行了五年的成功研究之后，该项目结束了。本文综述了该领域的研究进展和主要成果。
2015-09-03 astro-ph.SR nucl-ex
Impact of new data for neutron-rich heavy nuclei on theoretical models for $r$-process nucleosynthesis
目前的模式为$r$过程进行了总结，强调从核物理测量和天文观测的关键约束。特别是，我们分析了核物理输入的重要性，如β衰变率、核质量、中子俘获截面、β缓发中子发射、自发裂变概率、β和中子诱发裂变、裂变碎片质量分布;中微子诱导的反应截面等，我们强调模型的影响$r$过程核合成新测量的$β$衰变半衰期，质量和光谱学的富中子核附近的$r$过程的路径。我们概述了r过程核合成的中微子驱动风以上的原中子星在核心坍缩超新星随着磁流体动力学喷流的可能性旋转超新星爆炸模型。我们还考虑了中子星合并作为r过程环境的可能性。新测量的核性质远离稳定性的一个关键结果是封闭中子壳附近富中子同位素的壳猝灭程度。这导致对$r$ -过程核合成的位点的重要限制，其中冻结发生在快速的时间尺度上。
2016-10-22 astro-ph.HE astro-ph.SR nucl-th
r-Process Nucleosynthesis: Connecting Rare-Isotope Beam Facilities with the Cosmos
这是r过程核合成研究的一个激动人心的时刻。最近，中子星合并GW 170817被观测到非常详细的引力波和电磁辐射，从无线电到伽马射线。相关的千诺瓦的红色表明，中子星合并是一个重要的r-过程的网站。对中子星合并和核心坍缩超新星的天体物理模拟正在取得迅速进展。探测到来自下一颗银河系超新星的电子中微子和反中微子，将限制中微子驱动风的成分，并提供独特的核合成信息。最后，FRIB和其他稀有同位素束设施将很快具有引人注目的新能力，可以合成许多参与r过程的富中子核。新的能力可以显着提高我们对r过程的理解，并可能解决经典核天体物理学中的主要突出问题之一。然而，为了充分利用新的实验能力并充分解释结果，在天体物理学，天文学和核理论的许多相关领域需要大量的基础设施。我们将把这些实验的背景下，讨论天体物理模拟和观测的r-过程网站，观测恒星丰度，银河系化学演化，和核理论的结构和反应非常丰富的中子核。这篇综述论文是在2016年6月为期三周的核理论国际合作计划中发起的，我们探讨了有希望的r过程实验，并讨论了它们可能的影响，以及它们的天体物理学，天文学和核理论背景。
2018-05-12 astro-ph.SR nucl-ex nucl-th
Reexamining the temperature and neutron density conditions for r-process nucleosynthesis with augmented nuclear mass models
我们探索的影响，核质量的r-过程核合成所需的温度和中子密度的条件下，使用四个核质量模型增强了最新的原子质量评估。对于每一个模型，我们推导出的条件下观察到的丰度峰在质量数A ~ 80，130，和195的等待点近似下，并进一步确定的条件，可以最好地再现的r-过程丰度模式（r-模式）推断的太阳系和银河系晕中的贫金属恒星观察。我们发现：（1）在A ~ 80和195处产生丰度峰的条件有很大的不同，这表明，至少对某些核质量模型来说，这两个峰不是同时产生的;（2）N = 126闭合中子壳层临界等待点（CWP）核所需的典型条件与N = 126闭合中子壳层临界等待点（CWP）核所需的典型条件有明显的重叠。（3）N = 82的CWP核所需的典型条件可以重现在贫金属星HD 122563上观测到的r-斑图，这与太阳的r-斑图有很大的不同。我们还研究了核质量的不确定性如何影响r-过程所需的条件，并确定了一些关键的核，包括76镍到78镍，82锌，131镉，和132镉在稀有同位素束设施的精确质量测量。
2013-01-30 astro-ph.SR nucl-th
Reaction rates of $^{64}$Ge($p,γ$)$^{65}$As and $^{65}$As($p,γ$)$^{66}$Se and the extent of nucleosynthesis in type I X-ray bursts
I型X射线爆发模型中的核合成程度以及对这些爆炸事件中释放的能量的相关影响对$^{64}$ Ge等待点周围的核质量和反应速率敏感。利用已知的$^{64}$ Ge的质量，最近测得的$^{65}$ As的质量，以及大尺度壳模型计算，我们确定了$^{64}$ Ge（$p$，$γ$）$^{65}$ As和$^{65}$ As（$p$，$γ$）$^{66}$ Se反应的新热核速率，具有可靠的不确定度.新的反应速率与以前公布的速率有很大不同。使用新的数据，我们分析了新的利率和剩余的核物理不确定性的$^{64}$锗等待点在一些代表性的单区X射线爆发模型的影响。我们发现，在以前的工作相比，当所有相关的不确定性被认为是，一个强大的$^{64}$锗$rp$ -过程等待点不能被排除。核物理的不确定性强烈影响X射线爆发模型预测的合成$^{64}$锌，合成的核超过$A=64$，能量产生，和爆发光曲线。我们还确定了关键的核不确定性，需要解决的$^{64}$锗等待点的作用，在X射线爆发。这些包括$^{65}$ As质量的剩余不确定性、$^{66}$ Se质量的不确定性以及$^{65}$ As（$p$，$γ$）$^{66}$ Se反应速率的剩余不确定性，其主要源于不确定的共振能量。
2016-01-29 astro-ph.SR nucl-th
General properties of astrophysical reaction rates in explosive nucleosynthesis
与中间和重靶核的反应速率的预测与轻核的根本差异进行了讨论，特别强调恒星的修改率。基态和激发态的贡献，恒星率的量化，推导出一个线性加权的激发态的贡献，尽管玻尔兹曼人口的核状态。一个库仑抑制效应的激发态的贡献被确定，对通常的Q值规则，在一些反应。适当列入修订恒星率的实验数据，包含修订的不确定性。应用程序的s-过程表明，在中子俘获率的实际不确定性大于预期的实验误差。定义了反应速率和截面的灵敏度，并讨论了它们在反应研究中的应用。该结论为如何最好地提高天体物理模拟中使用的速率以及如何评估其不确定性提供了实验和理论指导。
2012-09-25 astro-ph.HE astro-ph.SR nucl-ex
Explosive Nucleosynthesis: What we learned and what we still do not understand
这篇评论涉及历史方面，回到早期的核天体物理学，由B $^2$ FH和Cameron发起，讨论（i）从反应速率和衰变性质到核物质状态方程所需的核输入，继续（ii）进行核合成计算的工具和（iii）早期参数化核合成研究，在（iv）可靠的恒星模型能够用于恒星演化的后期阶段之前。然后，它通过（v）从核心坍缩超新星爆炸事件的双星系统（包括Ia型超新星和紧凑的双合并）的爆炸环境，最后（vi）讨论所有这些核合成生产网站在星系演化中的作用。重点是放在早期的想法和现在的比较，最近，理解。
2018-09-19 astro-ph.SR
Nucleosynthesis in Type I X-ray Bursts
I型X射线爆发是发生在吸积的中子星包层中的热核爆炸。自35年前发现这些现象以来，对这些现象的详细观察促使了理论天体物理学和实验核物理学的大量研究。在这篇综述中，我们首先讨论这些现象的关键观测特征，这些特征可能对相关热核燃烧的核合成的特定模式敏感。然后，我们总结了努力模型I型X射线爆发，重点是确定整个这些爆发所涉及的核物理过程。我们讨论和评估模型的局限性，特别是在核物理输入的关键不确定性方面。最后，我们研究了最近的相关实验测量，并概述了未来的前景，以提高我们对这些独特的环境从观测，理论和实验角度的理解。
2012-11-26 astro-ph.HE astro-ph.SR nucl-ex
The accuracy of post-processing nucleosynthesis
Ia型超新星的多维模拟所提出的计算要求使得很难将复杂的核网络结合起来，以跟踪核能的释放以及火焰的传播。相反，这些代码通常对火焰进行建模，并使用简化的核动力学，目的是确定足够准确的核能生成速率，然后用大型核网络对热力学轨迹进行后处理，以获得更可靠的核产额。在这项工作中，我研究了简化的核网络的性能与复制的核产量与一个一维的超新星代码配备了一个大的核网络。首先，我定义了一个策略，以遵循核统计平衡（NSE）中的物质属性。我建议使用出版的表NSE属性，连同一个仔细的插值例程。短网络（iso 7和13α）能够在后处理后给出56 Ni的准确产量，但在预测即使是适度丰富的物种（> 0.001太阳质量）的喷射质量时也可能失败。一个由21个物种组成的网络再现了这里研究的Bracrasekhar和Sub-Bracrasekhar爆炸的核合成，对于模型中遵循的整套稳定元素和同位素，平均误差优于20%。
2020-04-22 astro-ph.SR
The Effects of Variations in Nuclear Interactions on Nucleosynthesis in Thermonuclear Supernovae
核物理不确定性对热核超新星核合成的影响尚未通过多模型的全面和系统研究得到充分探讨。为了更好地约束这些现象的产量预测，我们进行了敏感性研究后处理热力学的历史，从两个不同的流体动力学，Eschrasekhar质量爆炸模型。我们单独改变了所有输入反应，并首次将弱相互作用速率改变了10倍，并将每种情况下的产率与使用标准速率的产率进行了比较。在我们网络中的2305个核反应中，我们发现只有53个反应的速率对丰度至少为10^-8 M_sun的任何物种的产额的影响至少为2倍。12 C（a，g）、12 C +12 C、20 Ne（a，p）、20 Ne（a，g）和30 Si（p，g）反应的速率是当以10倍变化时改变最多产率的那些反应速率之一。从我们的网络中658个弱相互作用速率的10倍个体变化来看，只有恒星28 Si（b+）28 Al，32 S（b+）32 P和36 Ar（b+）36 Cl速率显著影响模型中物种的产额。进一步的试验表明，温度T > 1.5 GK时反应速率的变化具有最大的影响，可用作爆炸诊断的放射性核素的比率的变化小于2倍，而单个反应速度的变化为10倍。两种模型中的核合成对单个核反应速率和弱相互作用速率的变化都具有较强的鲁棒性。对有限数量的反应进行实验室测量将有助于进一步限制预测。此外，我们确认需要一个一致的治疗相关的恒星弱相互作用率，因为这些速率的同时变化（而不是个别变化）在我们的模型…
2013-06-25 astro-ph.SR nucl-ex
Constraints on Bygone Nucleosynthesis of Accreting Neutron Stars
吸积中的中子星表面附近的核燃烧会产生灰烬，当这些灰烬被进一步的吸积压缩得更深时，就会改变恒星的热和成分结构。过去的核合成可以通过压缩灰烬对静止中子星瞬态热弛豫的影响来限制。特别是，Urca冷却核对在核燃烧灰烬，冷却中子星地壳通过中微子发射从电子捕获/β衰变周期，提供了以前的核燃烧的签名超过~世纪的时间尺度，它需要吸积到最强的冷却对的电子捕获深度。使用吸积中子星瞬变MAXI J 0556 -332的地壳冷却模型，我们表明，这个源可能缺乏I型X射线爆发和超爆发>120年前。降低rp过程反应速率和电子俘获ft值的核物理不确定性，将改善核合成约束使用这种技术。
2017-02-17 astro-ph.HE astro-ph.SR
Abundance Uncertainties Obtained With the PizBuin Framework For Monte Carlo Reaction Rate Variations
本文用蒙特卡罗变分法对天体物理反应速率的不确定性引起的核合成模型的不确定性进行了估计。成千上万的利率同时变化的个人，温度依赖性的错误，以计算其最终丰度的综合影响。介绍的方法后，从应用到三个不同的核合成过程的结果显示：$γ$ -过程和大质量恒星的S-过程，和主要的S-过程在AGB星（初步结果）。恒星等离子体中原子核的热激发和几种反应的联合作用使最终的不确定性增加到实验误差的水平以上。总的不确定性，另一方面，仍然在一个因素的两个，即使在涉及大量的未测量的速率的过程中，与一些显着的例外，其生产的核素分布在几个恒星层和s-过程分支。
2017-09-03 astro-ph.HE astro-ph.SR nucl-ex
Impact of Nuclear Reaction Rate Uncertainties on Type I X-ray Burst Nucleosynthesis: A Monte Carlo Study
Shenzhen University（深圳大学）；China Institute of Atomic Energy（中国原子能科学研究院）；Beijing Normal University（北京师范大学）
该研究通过蒙特卡洛模拟探讨了核反应率不确定性对I型X射线爆发核合成的影响，发现某些同位素的丰度分布可能呈现多峰结构，并提供了更可靠的反应率列表。
2026-03-11 astro-ph.HE astro-ph.SR
Constraining r-process nucleosynthesis via enhanced accuracy neutron-capture experiments
Instituto de Física Corpuscular, CSIC - Universitat de València（粒子物理研究所，西班牙科学理事会-瓦伦西亚大学）；School of Physics and Astronomy, University of Edinburgh（爱丁堡大学物理与天文学学院）；Agenzia nazionale per le nuove tecnologie, l’energia e lo sviluppo economico sostenibile (ENEA)（国家新技术、能源和可持续经济发展局）；Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Bologna（意大利国家核物理研究所博洛尼分所）；European Organization for Nuclear Research (CERN)（欧洲核子研究组织）
通过改进精度的中子捕获实验，约束r过程核合成的同位素丰度，优先考虑未来实验重点。
2026-01-31 astro-ph.SR nucl-ex
Core-collapse supernova simulations with reduced nucleosynthesis networks
本研究开展含核反应网络的核心坍缩超新星模拟，发现核反应能量可提升爆发能量、维持晚期外流并合成更多富中子核素，同时指出原位与异位反应网络的抛射物计算存在系统差异，凸显大型原位网络的重要性。
2023-06-13 astro-ph.HE astro-ph.SR nucl-th
Advancing Nucleosynthesis in Self-consistent, Multidimensional Models of Core-Collapse Supernovae
利用多维辐射流体动力学程序CHIMERA，在极轴对称模拟中研究了核心坍缩超新星（CCSN）的核合成。传统上，计算成本限制了CCSN模型中核组成的演变，最多只能是一个14种$α$网络。这样一个简化的网络限制了准确地演化详细成分、中子化和核能产生率的能力。拉格朗日示踪粒子通常用于扩展核网络演化，通过在后处理核合成计算中加入更真实的网络。诸如示踪粒子的空间分辨率差、膨胀时间尺度的估计以及在模拟结束时的“质量切割”的确定等限制强加了这种方法固有的不确定性。我们提出了一个详细的分析后处理核合成计算和未来的模型的影响，这些不确定性。
2014-10-31 astro-ph.SR
The impact of (n,$γ$) reaction rate uncertainties of unstable isotopes on the i-process nucleosynthesis of the elements from Ba to W
在CEMP-r/s恒星中的n-俘获元素丰度与快速吸积白矮星（RAWD）中在$N_\mathrm{n}\sim 10^{13}$ - $10^{15} \mathrm{cm}^{-3}$的中间n-密度核合成的预测一致。我们已经完成了这个i-过程核合成的Monte-Carlo模拟，以确定从$^{131}$ I到$^{189}$ Hf的164种不稳定同位素的（n，$γ$）反应速率不确定性对从Ba到W的18种元素的预测丰度的影响。影响研究是基于两个代表性的单区模型与恒定值的$N_\mathrm{n} = 3.16\times 10^{14}\ \mathrm{cm}^{-3}$和$N_\mathrm{n} = 3.16\times 10^{13}\ \mathrm{cm}^{-3}$和一个多区模型的基础上的现实恒星演化模拟氦壳对流夹带H在RAWD模型[Fe/H]=-2.6。对于每一个选定的元素，我们已经确定了两个（n，$γ$）的反应具有最强的相关性之间的速率变化的约束豪泽-Feshbach计算和预测的丰度，与皮尔逊积矩相关系数$|r_\mathrm{P}| > 0.15$。我们发现，如果$^{137}$ Cs（n，$γ)^{138}$ Cs）的比率降低，$^{141}$ Ba（n，$γ)^{142}$ Ba或$^{141}$ La（n，$γ)^{142}$ La）的比率增加，CEMP-i星…
2021-03-12 astro-ph.SR
Sensitivity study of explosive nucleosynthesis in Type Ia supernovae: I. Modification of individual thermonuclear reaction rates
我们探讨了由于Ia型超新星的核合成相对于核反应速率的不确定性的敏感性。我们采用了一个标准的一维延迟爆轰模型的一个质量为1196核白矮星的爆炸，并后处理的热力学轨迹的每个质量壳核合成代码，增加（减少）的10倍的速率。我们还计算了不同速率的12 C和16 O聚变反应的流体动力学模型。对于选定的反应，我们已经重新计算了核合成与替代处方的速率从JINA REACLIB数据库，并分析了温度范围内的修改，其速率有最强的影响核合成。除了12 C核的聚变反应外，Ia型超新星模型的核合成反应对于核反应速率的变化是相当稳健的。爆炸能量的变化小于\sim 4%。由于聚变反应速率的改变而引起的核合成的变化也是相当温和的，例如，质量分数大于0.02的物质的产率变化都不大于2倍。我们提供了最丰富的物种相对于与质子，中子和阿尔法最激烈的反应率的产率的灵敏度。一般来说，铁族核的产额比中等质量元素的产额更稳健。在带电粒子反应中，对超新星核合成影响最大的是30 Si + p \rightleftarrows 31 P + γ、20 Ne + α \rightleftarrows 24 Mg + γ和24 Mg + α \rightleftarrows 27 Al + p。（节略）
2012-04-09 astro-ph.SR nucl-th
The impact of global nuclear mass model uncertainties on $r$-process abundance predictions
快速中子俘获或“$r$ -过程”核合成可能是周期表上铁以上重元素产生的一半原因。质量是计算$r$过程核合成的最重要的核物理成分之一，因为它们进入反应速率、衰变速率、分支比和Q值的计算。我们通过全球蒙特卡罗模拟研究了三种核质量模型中的不确定性对$r$过程丰度的影响。我们发现，当前的质量模型的均方根（rms）误差很大，使当前的$r$过程的预测是不够的，在预测太阳残差和$r$过程中发现的功能增强贫金属星。我们的结论是，降低全球均方根误差低于$100$千电子伏将允许更强大的$r$过程预测。
2014-11-14 astro-ph.SR nucl-th
Merged white dwarfs and nucleosynthesis
轨道衰变机制认为，双白矮星合并是不可避免的，但极其罕见。虽然一些合并会导致爆炸，但幸存者会重新点燃氦并明亮地燃烧数万年或数百万年。候选的幸存者包括极端氦星，R CrB变星和各种富含氦的亚亮星。幸存者表面的核废料提供了恒星在合并之前的核历史和合并期间的核合成的证据。广泛而深入的光谱调查为未来的发现提供了丰富的前景。
2020-11-04 astro-ph.SR
Survey of astrophysical conditions in neutrino-driven supernova ejecta nucleosynthesis
核心坍缩超新星产生的元素介于Fe和Ag之间，这取决于喷出物质的性质。尽管近几十年来超新星模拟取得了快速进展，但天体物理条件仍然存在不确定性。本文研究了天体物理不确定性对核合成的影响。由于基于水动力学模拟轨迹的系统研究在计算上非常昂贵，因此我们依赖于稳态模型。通过改变原中子星的质量和半径以及稳态模型中的电子分数，我们涵盖了广泛的天体物理条件。在我们的研究中，我们发现四个丰度模式，可以形成在富中子中微子驱动的喷出物。这提供了一个独特的轨迹模板，可用于研究核物理输入对代表性天体物理条件的核合成的影响。此外，我们将这四种模式与$T=3$ ~GK的中子-种子和α-种子比联系起来。因此，我们的研究结果给出了一个很好的概述潜在的核合成演化，可以发生在超新星模拟。
2018-02-01 astro-ph.HE astro-ph.SR
The effect of 12C + 12C rate uncertainties on the evolution and nucleosynthesis of massive stars
12 C +12 C聚变反应一直是相当多的实验努力的主题，以限制与恒星核合成相关的温度的不确定性。为了研究碳燃烧速率的增加对大质量恒星结构和核合成的影响，提出了新的恒星演化模型及其产额，探讨了3种不同的12 C +12 C反应速率的影响.非旋转恒星模型是使用日内瓦恒星演化代码生成的，随后使用NuGrid多区域后处理网络工具进行后处理。提高的速率导致核心碳燃烧更迅速地被点燃并且在较低的温度下。这减少了中微子的损失，从而增加了核心碳的燃烧寿命。碳燃烧速率的增加也增加了恒星呈现对流碳核的初始质量上限。碳壳燃烧也受到影响，对流壳事件较少，对流区往往质量较大。因此，碳芯燃烧的灰烬与随后的碳壳对流区之间重叠的机会增加，这可导致碳芯燃烧的灰烬的一部分被包括在碳壳中。因此，在超新星爆发过程中，喷出物将被碳核s过程合成的s过程核素富集。利用这些产额估计了弱s过程分量，以便与太阳系丰度分布进行比较。发现增强速率模型在弱组分中产生显著比例的Kr、Sr、Y、Zr、Mo、Ru、Pd和Cd，这主要是碳核过程的特征。因此，它表明，在Kr-Sr区域的同位素的生产可以用来约束12 C +12 C率使用电流分支比的a-和p-出口通道。
2012-01-05 astro-ph.SR
Effects of nuclear cross sections on $^{19}$F nucleosynthesis at low metallicities
氟的起源是核天体物理学中一个长期存在的问题。渐近巨星分支（AGB）星是银河系氟产生的重要贡献者之一。在一般情况下，现存的核合成模型高估了氟生产的AGB恒星的意见。在本文中，我们回顾了有关的核反应速率参与氟的生产/销毁。我们在初始质量M=2 M $_\odot$和Z=0.001的模型上进行这种分析。我们发现主要的不确定性是由于$^{13}$ C（$α$，n）$^{16}$ O，$^{19}$ F（$α$，p）$^{22}$ Ne和$^{14}$ N（p，$γ$）$^{15}$ O反应。在目前实验不确定度范围内的相应反应速率的变化意味着AGB尖端的表面$^{19}$ F变化低于10%。然而，对于某些$α$捕获反应，不能排除这些过程速率的较大变化。因此，我们探讨的影响，一些$α$捕获率的变化远远超出了目前公布的不确定性。通过改变$^{15}$ N（$α$，$γ$）$^{19}$ F和$^{19}$ F（$α$，p）$^{22}$ Ne反应获得最大的$^{19}$ F变化。一些$α$捕获过程的分析，假设一个更广泛的不确定性范围确定$^{19}$ F丰度与最近的光谱氟测量在低金属丰度更好地协议。在后一种情况下，$^{15}$ N（$α$，$γ$）$^{19}$ F和$^{19}$ F（$α$，p）$^{22}$ Ne反应对氟核合成的影响最大。已知的低能量共振的存在使得这种情况即使不太可能，也…
2014-08-13 astro-ph.SR
Fine-tunings in nucleosynthesis and the emergence of life: Status and perspectives
本研究探讨大爆炸与恒星中核反应的精细调节，分析轻元素及碳、氧等生命相关元素的形成，并提出未来需多领域协同以改进相关计算。
2025-03-20 astro-ph.SR hep-lat hep-ph
Low-metallicity nova explosions: a site for weak rp-process nucleosynthesis
本研究通过四种金属丰度新星模型和蒙特卡洛敏感性分析，揭示低金属丰度新星爆炸中弱rp过程可延伸至铜-锌区域，并识别出影响中等质量核素产生的关键核反应。
2025-08-04 astro-ph.HE astro-ph.SR nucl-ex
Nucleosynthesis in thermonuclear supernovae
热核（Ia型）超新星的爆炸能量来自于轻“燃料”核（主要是碳和氧）爆炸融合成以铁和硅族元素为主的更紧密结合的核“灰”时释放的核结合能的差异。同样的爆炸性热核聚变事件也是促成重元素，特别是铁族元素核合成的主要过程之一。例如，太阳及其行星系统中的大多数铁和锰都是在热核超新星中产生的。本文综述了碳氧白矮星材料中爆炸热核燃烧的物理过程，以及利用流体动力学爆炸模型计算预测核合成的方法。虽然主要的爆炸情景仍不清楚，但核燃烧和核合成的许多方面对所有模型都是共同的，必须以某种形式发生，以产生观测到的产量。我们总结了现有爆炸模型的预测核合成产量，特别强调不同的建议方案导致Ia型超新星的核合成签名的特征差异。在此之后，我们将讨论这些签名如何与几个单独的超新星，遗迹，以及我们的星系和星系团中的物质组成的观察比较。
2017-04-03 astro-ph.HE astro-ph.SR
The physics of Core-Collapse Supernovae: explosion mechanism and explosive nucleosynthesis
本文综述了核心坍缩超新星的1D和3D模拟进展，探讨了大质量恒星演化、爆炸机制、激波传播及各阶段的不确定性，并说明了爆炸的典型核合成产物。
2024-03-19 astro-ph.HE astro-ph.SR
Impact of Nuclear Reaction Uncertainties on AGB Nucleosynthesis Models
具有低初始质量（1 - 3 Msun）的渐近巨星分支（AGB）星负责通过主慢中子俘获过程（主慢中子俘获过程）产生中子俘获元素。主要的中子源是13 C（α，n）16 O，它在脉冲间隔期间以大约8 keV的辐射燃烧，产生相当低的中子密度（10^7 n/cm^3）。第二个中子源22 Ne（α，n）25 Mg在对流热脉冲期间当能量达到约23 keV时被部分激活，产生小的中子照射，但中子密度达到峰值（Nn（峰值）> 10^11 n/cm^3）。在接近太阳的金属丰度下，它不会显著改变最终的s过程丰度，但主要影响对中子密度敏感的s路径分支附近的同位素比值。我们研究目前的不确定性的影响，在AGB星的两个中子源的操作，以及与22 Ne（α，γ）26 Mg反应的竞争。使用一套更新的核合成模型，对主要的s过程成分AGB进行了分析（在半太阳金属丰度下，通过M（AGB; ini）= 1.5和3 Msun之间的平均值重现，见Arlandini等人，1999年）。主要影响出现在分支点附近。特别是，13 C（α，n）16 O主要影响86 Kr和87 Rb，由于在85 Kr处的分支，而对于重同位素，通过减少或增加我们的采用率2 - 3倍，显示出小的变化。通过改变我们的22 Ne（α，n）25 Mg率在一个因子2内，一个合理的复制太阳的s-唯一的同位素仍然获得。我们提供了这些变化对s路径的主要影响的一般概述。Bist…
2012-11-21 astro-ph.SR
Emergent Complexity in Nuclear Reaction Networks: A Study of Stellar Nucleosynthesis through Chemical Organization Theory
Institute for the Philosophy and Science of Complexity（复杂性哲学与科学研究所）；Soluciones Analíticas SpA（分析解决方案公司）；Vrije Universiteit Brussel（布鲁塞尔自由大学）
本文通过化学组织理论研究核反应网络中复杂结构的涌现，揭示温度变化对网络结构和稳定性的影响，为恒星核合成提供新视角。
2026-01-05 astro-ph.SR cs.AI
Nucleosynthesis in Type Ia Supernovae, Classical Novae, and Type I X-Ray Bursts. A Primer on Stellar Explosions
Universitat Politècnica de Catalunya（加泰罗尼亚理工大学）；Institut d’Estudis Espacials de Catalunya（加泰罗尼亚空间研究所）
本文综述了Ia型超新星、经典新星和I型X射线暴的核合成过程，结合多学科方法探讨恒星爆炸中的元素生成机制。
2026-01-22 astro-ph.HE astro-ph.SR
Calculations of Maxwellian-averaged Cross Sections and Astrophysical Reaction Rates Using the ENDF/B-VII.0, JEFF-3.1, JENDL-3.3 and ENDF/B-VI.8 Evaluated Nuclear Reaction Data Libraries
我们利用ENDF/B-VII.0-、JEFF-3.1-、JENDL-3.3-和ENDF/B-VI.8评估的核数据库计算了恒星核合成反应（n，$γ$）、（n，裂变）、（n，p）、（n，$α$）和（n，2n）的麦克斯韦平均截面（MACS）和天体物理反应速率。在麦克斯韦温度（{ \it kT}）范围为1 keV至1 MeV的相同条件下处理四个主要核反应文库。我们比较我们目前的计算{ \it s}过程核合成核与以前的数据集，并讨论它们之间的差异和核天体物理的影响。
2009-05-13 astro-ph.SR
Implications for Post-Processing Nucleosynthesis of Core-Collapse Supernova Models with Lagrangian Particles
我们调查核心坍缩超新星（CCSN）核合成与自洽，轴对称（2D）模拟使用辐射流体动力学代码奇美拉。计算成本传统上限制了多维CCSN模型内的核组成的演变，至多是一个14种$α$ -网络，它只能跟踪从$^{4}$ He到$^{60}$ Zn的$(α,γ)$反应.这种简化的网络限制了精确地发展详细的成分和中子化或计算核能产生率的能力。拉格朗日示踪粒子通常用于扩展核网络演化，通过在后处理核合成计算中加入更真实的网络。然而，限制，如空间分辨率差的示踪剂粒子，不一致的热力学演化，包括错误估计的膨胀时间尺度，和不确定的多维质量切割结束时的模拟施加固有的不确定性，这种方法。我们提出了一个详细的分析，这种不确定性的影响，从恒星金属丰度，非旋转的祖先12 $M_\odot$，15 $M_\odot$，20 $M_\odot$，和25 $M_\odot$发起的四个自洽轴对称CCSN模型，并与较小的$α$ -网络的爆炸后超过1秒的发射。
2017-06-07 astro-ph.HE astro-ph.SR
The effect of 12C + 12C rate uncertainties on s-process yields
大质量恒星中的慢中子俘获过程（弱s过程）产生了大多数质量区域为60 < A < 90的纯s同位素。在这个过程的模拟中使用的核反应速率对最终的s-过程产量有深远的影响。我们生成了一个25太阳质量的恒星的1D恒星模型，12 C +12 C率变化了10倍，并使用后处理代码PPN计算了完整的核合成。将速率增加或减少10倍会影响对流历史和核合成，从而影响最终产额。
2010-02-15 astro-ph.SR
