आर प्रक्रिया: Difference between revisions
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परमाणु खगोल भौतिकी में, तीव्र न्यूट्रॉन-अधिकृत प्रक्रिया, जिसे '''<nowiki/>'आर' प्रक्रिया''' के रूप में भी जाना जाता है, [[परमाणु प्रतिक्रिया]] का उपसमुच्चय है, जो लगभग अर्द्ध [[परमाणु नाभिक]] भारी धातुओं एवं तत्वों के [[न्यूक्लियोसिंथेसिस]] के लिए उत्तरदायी होता है। अन्य अर्द्ध का उत्पादन [[पी-प्रक्रिया]] एवं एस-प्रक्रिया द्वारा किया जाता है। आर-प्रक्रिया सामान्यतः प्रत्येक भारी तत्व के सबसे न्यूट्रॉन युक्त स्थिर समस्थानिकों को संश्लेषित करती है। आर-प्रक्रिया सामान्यतः प्रत्येक भारी तत्व के चार समस्थानिकों को संश्लेषित कर सकती है, एवं दो सबसे भारी समस्थानिक, जिन्हें केवल आर- नाभिक कहा जाता है, जो आर के माध्यम से बनाए जा सकते हैं। जिन्हे केवल 'आर'-प्रक्रिया के लिए {{nowrap|1=''A'' = 82}} की चोटियां जन संख्या {{nowrap|1=''A'' = 130}} (तत्व Te, एवं Xe) एवं {{nowrap|1=''A'' = 196}} (तत्व ओएस, आईआर, एवं पीटी) के निकट होती हैं। | |||
आर-प्रक्रिया में भारी [[बीज नाभिक]] द्वारा तीव्रता से [[न्यूट्रॉन कैप्चर|न्यूट्रॉन अधिकृत]] के उत्तराधिकार की आवश्यकता होती है, जो सामान्यतः आयरन -56 पर केंद्रित बहुतायत शिखर में नाभिक से प्रारम्भ होता है। <sup>56</sup>FE अधिकृत इस अर्थ में तीव्रता से होना चाहिए कि, नाभिक के निकट [[रेडियोधर्मी क्षय]] से निर्वाहित का समय (सामान्यतः β<sup>−</sup> क्षय) दूसरे [[न्यूट्रॉन]] के आने से सम्मुख प्रभुत्व करने के लिए नहीं होना चाहिए। यह अनुक्रम अर्घ्य दूरी के परमाणु बल द्वारा नियंत्रित न्यूट्रॉन को भौतिक रूप से बनाए रखने के लिए तीव्रता से न्यूट्रॉन युक्त नाभिक ([[न्यूट्रॉन ड्रिप लाइन]]) की स्थिरता की सीमा तक निरंतर रह सकता है। इसलिए आर-प्रक्रिया उन स्थानों पर होनी चाहिए जहां [[मुक्त न्यूट्रॉन]] का उच्च घनत्व उपस्थित होता है। प्रारंभिक अध्ययनों ने सिद्धांत दिया कि 10<sup>24</sup> मुक्त न्यूट्रॉन के लिए प्रति cm<sup>3</sup> की आवश्यकता होगी, लगभग 1 GK के तापमान के लिए, प्रतीक्षा बिंदुओं को संगयुग्मित करने के लिए, जिस पर आर-प्रक्रिया नाभिकों के लिए बहुतायत चोटियों की द्रव्यमान संख्या के साथ एवं अधिक न्यूट्रॉन को अधिकृत नहीं किया जा सकता है।<ref name="Synthesis of the Elements in Stars"> | आर-प्रक्रिया में भारी [[बीज नाभिक]] द्वारा तीव्रता से [[न्यूट्रॉन कैप्चर|न्यूट्रॉन अधिकृत]] के उत्तराधिकार की आवश्यकता होती है, जो सामान्यतः आयरन -56 पर केंद्रित बहुतायत शिखर में नाभिक से प्रारम्भ होता है। <sup>56</sup>FE अधिकृत इस अर्थ में तीव्रता से होना चाहिए कि, नाभिक के निकट [[रेडियोधर्मी क्षय]] से निर्वाहित का समय (सामान्यतः β<sup>−</sup> क्षय) दूसरे [[न्यूट्रॉन]] के आने से सम्मुख प्रभुत्व करने के लिए नहीं होना चाहिए। यह अनुक्रम अर्घ्य दूरी के परमाणु बल द्वारा नियंत्रित न्यूट्रॉन को भौतिक रूप से बनाए रखने के लिए तीव्रता से न्यूट्रॉन युक्त नाभिक ([[न्यूट्रॉन ड्रिप लाइन]]) की स्थिरता की सीमा तक निरंतर रह सकता है। इसलिए आर-प्रक्रिया उन स्थानों पर होनी चाहिए जहां [[मुक्त न्यूट्रॉन]] का उच्च घनत्व उपस्थित होता है। प्रारंभिक अध्ययनों ने सिद्धांत दिया कि 10<sup>24</sup> मुक्त न्यूट्रॉन के लिए प्रति cm<sup>3</sup> की आवश्यकता होगी, लगभग 1 GK के तापमान के लिए, प्रतीक्षा बिंदुओं को संगयुग्मित करने के लिए, जिस पर आर-प्रक्रिया नाभिकों के लिए बहुतायत चोटियों की द्रव्यमान संख्या के साथ एवं अधिक न्यूट्रॉन को अधिकृत नहीं किया जा सकता है।<ref name="Synthesis of the Elements in Stars"> | ||
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|arxiv=1801.01190|bibcode=2018PhT....71a..30F}}</ref> न्यूट्रॉन अधिकृत की सीमित आर-प्रक्रिया जैसी श्रृंखला [[थर्मोन्यूक्लियर हथियार|थर्मोन्यूक्लियर उपकरण]] विस्फोटों में साधारण सीमा तक होती है। इससे परमाणु उपकरणों के पतन में तत्वों [[ आइंस्टिनियम ]] (तत्व 99) एवं [[ फेर्मियम ]] (तत्व 100) का शोध हुआ था। | |arxiv=1801.01190|bibcode=2018PhT....71a..30F}}</ref> न्यूट्रॉन अधिकृत की सीमित आर-प्रक्रिया जैसी श्रृंखला [[थर्मोन्यूक्लियर हथियार|थर्मोन्यूक्लियर उपकरण]] विस्फोटों में साधारण सीमा तक होती है। इससे परमाणु उपकरणों के पतन में तत्वों [[ आइंस्टिनियम ]] (तत्व 99) एवं [[ फेर्मियम ]] (तत्व 100) का शोध हुआ था। | ||
आर-प्रक्रिया एस-प्रक्रिया के विपरीत है, भारी तत्वों के उत्पादन के लिए अन्य प्रमुख तंत्र, जो न्यूट्रॉन के मंद अधिकृत के माध्यम से न्यूक्लियोसिंथेसिस है। सामान्यतः, एस-प्रक्रिया में सम्मिलित समस्थानिकों का अर्द्ध जीवन इतना लंबा होता है कि वे प्रयोगशाला प्रयोगों में स्वयं अध्ययन कर सकें, किन्तु यह आर-प्रक्रिया में सम्मिलित समस्थानिकों के लिए विशिष्ट रूप से उचित नहीं है।<ref>{{cite journal|author=Cowan, John J.|author2=Thielemann, Friedrich-Karl Thielemann|title=सुपरनोवा में आर-प्रोसेस न्यूक्लियोसिंथेसिस|journal=Physics Today|volume=57|issue=10|year=2004|pages=47–54|doi=10.1063/1.1825268 |url=https://www.astro.umd.edu/~hamilton/ASTR630/handouts/R-Process.pdf}}</ref> एस-प्रक्रिया मुख्य रूप से साधारण सितारों के अंदर होती है, विशेष रूप से [[स्पर्शोन्मुख विशाल शाखा]], जहां न्यूट्रॉन प्रवाह पर्याप्त होता है, जिससे प्रत्येक 10-100 वर्षों में न्यूट्रॉन अधिकृत की पुनरावृत्ति होती है, आर-प्रक्रिया के लिए अधिक मंद होती है, जिसके लिए प्रति सेकंड 100 अधिकृत की आवश्यकता होती है। एस-प्रक्रिया द्वितीयक है, जिसका अर्थ है कि इसके लिए पूर्व में उपस्थित भारी समस्थानिकों की आवश्यकता होती है, क्योंकि मुक्त न्यूट्रॉन को पकड़ने के मंद अनुक्रम द्वारा बीज नाभिक को अन्य भारी नाभिक में परिवर्तित किया जाता है। आर-प्रक्रिया परिदृश्य अपने स्वयं के बीज नाभिक बनाते हैं, इसलिए वे बड़े सितारों में आगे बढ़ सकते हैं जिनमें भारी बीज नाभिक नहीं होते हैं। आर- एवं एस-प्रक्रियाओं में लोहे से भारी रासायनिक तत्वों की लगभग पूर्ण बहुतायत होती है। ऐतिहासिक प्रचारणा उनके समय के स्तर के लिए उपयुक्त भौतिक समुच्चय परिस्थिति की जानकारी ज्ञात करने के लिए होती है। | आर-प्रक्रिया एस-प्रक्रिया के विपरीत है, भारी तत्वों के उत्पादन के लिए अन्य प्रमुख तंत्र, जो न्यूट्रॉन के मंद अधिकृत के माध्यम से न्यूक्लियोसिंथेसिस है। सामान्यतः, एस-प्रक्रिया में सम्मिलित समस्थानिकों का अर्द्ध जीवन इतना लंबा होता है कि वे प्रयोगशाला प्रयोगों में स्वयं अध्ययन कर सकें, किन्तु यह आर-प्रक्रिया में सम्मिलित समस्थानिकों के लिए विशिष्ट रूप से उचित नहीं होती है।<ref>{{cite journal|author=Cowan, John J.|author2=Thielemann, Friedrich-Karl Thielemann|title=सुपरनोवा में आर-प्रोसेस न्यूक्लियोसिंथेसिस|journal=Physics Today|volume=57|issue=10|year=2004|pages=47–54|doi=10.1063/1.1825268 |url=https://www.astro.umd.edu/~hamilton/ASTR630/handouts/R-Process.pdf}}</ref> एस-प्रक्रिया मुख्य रूप से साधारण सितारों के अंदर होती है, विशेष रूप से [[स्पर्शोन्मुख विशाल शाखा]], जहां न्यूट्रॉन प्रवाह पर्याप्त होता है, जिससे प्रत्येक 10-100 वर्षों में न्यूट्रॉन अधिकृत की पुनरावृत्ति होती है, आर-प्रक्रिया के लिए अधिक मंद होती है, जिसके लिए प्रति सेकंड 100 अधिकृत की आवश्यकता होती है। एस-प्रक्रिया द्वितीयक है, जिसका अर्थ है कि इसके लिए पूर्व में उपस्थित भारी समस्थानिकों की आवश्यकता होती है, क्योंकि मुक्त न्यूट्रॉन को पकड़ने के मंद अनुक्रम द्वारा बीज नाभिक को अन्य भारी नाभिक में परिवर्तित किया जाता है। आर-प्रक्रिया परिदृश्य अपने स्वयं के बीज नाभिक बनाते हैं, इसलिए वे बड़े सितारों में आगे बढ़ सकते हैं जिनमें भारी बीज नाभिक नहीं होते हैं। आर- एवं एस-प्रक्रियाओं में लोहे से भारी रासायनिक तत्वों की लगभग पूर्ण बहुतायत होती है। ऐतिहासिक प्रचारणा उनके समय के स्तर के लिए उपयुक्त भौतिक समुच्चय परिस्थिति की जानकारी ज्ञात करने के लिए होती है। | ||
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आर-प्रक्रिया के लिए सबसे संभावित प्रत्याशी स्थान को लंबे समय से कोर-पतन सुपरनोवा (वर्णक्रमीय प्रकार आईबी, आईसी एवं II) होने का विचार प्रकट किया गया है, जो आर-प्रक्रिया के लिए आवश्यक भौतिक स्थिति प्रदान कर सकता है। चूंकि, तारों के मध्य गैस में आर-प्रक्रिया एटॉमिक न्यूक्लियस की अधिक अर्घ्य बहुतायत उस मात्रा को सीमित करती है, जिसे | आर-प्रक्रिया के लिए सबसे संभावित प्रत्याशी स्थान को लंबे समय से कोर-पतन सुपरनोवा (वर्णक्रमीय प्रकार आईबी, आईसी एवं II) होने का विचार प्रकट किया गया है, जो आर-प्रक्रिया के लिए आवश्यक भौतिक स्थिति प्रदान कर सकता है। चूंकि, तारों के मध्य गैस में आर-प्रक्रिया एटॉमिक न्यूक्लियस की अधिक अर्घ्य बहुतायत उस मात्रा को सीमित करती है, जिसे प्रत्येक रूप से उपयोग किया जाता है। इसके लिए या तो आवश्यक है कि सुपरनोवा का केवल अल्प अंश आर-प्रक्रिया नाभिक को [[इंटरस्टेलर माध्यम|तारों के मध्य माध्यम]] से बाहर निकालता है, प्रत्येक सुपरनोवा केवल अधिक अर्घ्य मात्रा में आर-प्रक्रिया सामग्री को बाहर निकालता है। उत्सर्जित सामग्री अपेक्षाकृत न्यूट्रॉन युक्त होनी चाहिए। ऐसी स्थिति जिसे प्रतिरूप में प्राप्त करना कठिन हो गया है,<ref name=Thielemann/>जिससे सफल आर-प्रक्रिया उत्पत्ति के लिए खगोल वैज्ञानिक अपनी पर्याप्तता के विषय में असहज रहते है। | ||
2017 में, दो न्यूट्रॉन सितारों के विलय के विषय में डेटा में आर-प्रक्रिया के विषय में पूर्ण रूप से नया खगोलीय डेटा का शोध किया गया था। कई टीमों ने विलय के स्थान की पहचान करने के लिए [[GW170817]] में अधिकृत किए गए गुरुत्वाकर्षण तरंग डेटा का उपयोग किया।<ref> | 2017 में, दो न्यूट्रॉन सितारों के विलय के विषय में डेटा में आर-प्रक्रिया के विषय में पूर्ण रूप से नया खगोलीय डेटा का शोध किया गया था। कई टीमों ने विलय के स्थान की पहचान करने के लिए [[GW170817]] में अधिकृत किए गए गुरुत्वाकर्षण तरंग डेटा का उपयोग किया।<ref> | ||
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Latest revision as of 12:45, 30 October 2023
| परमाणु भौतिकी |
|---|
| File:NuclearReaction.svg |
| नाभिक · न्यूक्लियन s ( p, n) · परमाणु मामला · परमाणु बल · परमाणु संरचना · परमाणु प्रतिक्रिया |
परमाणु खगोल भौतिकी में, तीव्र न्यूट्रॉन-अधिकृत प्रक्रिया, जिसे 'आर' प्रक्रिया के रूप में भी जाना जाता है, परमाणु प्रतिक्रिया का उपसमुच्चय है, जो लगभग अर्द्ध परमाणु नाभिक भारी धातुओं एवं तत्वों के न्यूक्लियोसिंथेसिस के लिए उत्तरदायी होता है। अन्य अर्द्ध का उत्पादन पी-प्रक्रिया एवं एस-प्रक्रिया द्वारा किया जाता है। आर-प्रक्रिया सामान्यतः प्रत्येक भारी तत्व के सबसे न्यूट्रॉन युक्त स्थिर समस्थानिकों को संश्लेषित करती है। आर-प्रक्रिया सामान्यतः प्रत्येक भारी तत्व के चार समस्थानिकों को संश्लेषित कर सकती है, एवं दो सबसे भारी समस्थानिक, जिन्हें केवल आर- नाभिक कहा जाता है, जो आर के माध्यम से बनाए जा सकते हैं। जिन्हे केवल 'आर'-प्रक्रिया के लिए A = 82 की चोटियां जन संख्या A = 130 (तत्व Te, एवं Xe) एवं A = 196 (तत्व ओएस, आईआर, एवं पीटी) के निकट होती हैं।
आर-प्रक्रिया में भारी बीज नाभिक द्वारा तीव्रता से न्यूट्रॉन अधिकृत के उत्तराधिकार की आवश्यकता होती है, जो सामान्यतः आयरन -56 पर केंद्रित बहुतायत शिखर में नाभिक से प्रारम्भ होता है। 56FE अधिकृत इस अर्थ में तीव्रता से होना चाहिए कि, नाभिक के निकट रेडियोधर्मी क्षय से निर्वाहित का समय (सामान्यतः β− क्षय) दूसरे न्यूट्रॉन के आने से सम्मुख प्रभुत्व करने के लिए नहीं होना चाहिए। यह अनुक्रम अर्घ्य दूरी के परमाणु बल द्वारा नियंत्रित न्यूट्रॉन को भौतिक रूप से बनाए रखने के लिए तीव्रता से न्यूट्रॉन युक्त नाभिक (न्यूट्रॉन ड्रिप लाइन) की स्थिरता की सीमा तक निरंतर रह सकता है। इसलिए आर-प्रक्रिया उन स्थानों पर होनी चाहिए जहां मुक्त न्यूट्रॉन का उच्च घनत्व उपस्थित होता है। प्रारंभिक अध्ययनों ने सिद्धांत दिया कि 1024 मुक्त न्यूट्रॉन के लिए प्रति cm3 की आवश्यकता होगी, लगभग 1 GK के तापमान के लिए, प्रतीक्षा बिंदुओं को संगयुग्मित करने के लिए, जिस पर आर-प्रक्रिया नाभिकों के लिए बहुतायत चोटियों की द्रव्यमान संख्या के साथ एवं अधिक न्यूट्रॉन को अधिकृत नहीं किया जा सकता है।[1] यह प्रत्येक घन सेंटीमीटर में लगभग ग्राम मुक्त न्यूट्रॉन के समान होती है, आश्चर्यजनक संख्या जिसके लिए शीर्ष स्थानों की आवश्यकता होती है।[lower-alpha 1] परंपरागत रूप से इसने सुपरनोवा न्यूक्लियोसिंथेसिस के भाग के रूप में कोर-पतन सुपरनोवा के पुन: विस्तारित कोर से निकलने वाली सामग्री का विचार दिया।[2] किलोनोवा में बाइनरी न्यूट्रॉन स्टार विलय द्वारा फेंके गए न्यूट्रॉन-स्टार पदार्थ का अपघटन[3] आर-प्रक्रिया तत्वों की खगोल भौतिकीय प्रचुरता के लिए इनमें से प्रत्येक स्रोत का सापेक्ष योगदान चल रहे शोध का विषय है।[4] न्यूट्रॉन अधिकृत की सीमित आर-प