近物所爆發性天體rp過程核合成路徑研究獲成果

　　中國科學院近代物理研究所CSR精細譜學組的科研人員與國內外同行密切合作，對爆發性天體快質子俘獲過程（簡稱rp過程）中的核合成路徑研究取得重要成果。

　　rp過程指的是天體中的“種子核” 連續俘獲質子生成更重元素的過程。rp過程可以發生在不同的天體環境，天文觀測中發現的I型x射線暴（Type I x-ray burst）就是通過rp過程進行重元素合成的典型天體環境，這一過程約持續100－200秒，可合成從鐵到碲等重元素。人們對x-射線暴的研究旨在理解其能量產生、爆后灰燼的成分以及對銀河系元素豐度的貢獻等。為此，需要了解rp過程詳細的核反應路徑。除了宏觀的天體物理條件外，在核的層次上需要精確知道相關短壽命核素的質量、壽命及核反應率等。這些數據的精確實驗測量，長期以來一直是核物理與核天體物理學界關注的熱點。

　　近物所科研人員利用“十一五”期間建成的國家大科學裝置－蘭州重離子冷卻儲存環(CSR）,精確測定了一批缺中子短壽命原子核的質量，實驗數據的精度達到10-7。基于取得的實驗數據，特別是精確測定的45Cr的質量，確定了x-射線暴模型計算在低質量區rp過程核反應路徑的走向，否定了理論預言的Ca-Sc循環的存在。此項研究成果發表在The Astrophysical Journal Letters, Vol.766, No.1 L8 (2013)。

　　圖： 計算得到的rp過程在Ca-Cr區局部核反應路徑。

　　（左圖）和Ca-Sc循環核反應流隨45Cr的質子分離能的變化；

　　（右圖）黑線表示采用近物所的實驗數據得到的結果，紅線為采用以前的核質量數據的計算結果。