r süreci

Hızlı nötron yakalama süreci veya r süreci, demirden daha ağır atom çekirdeklerinin yaklaşık yarısının üretiminden sorumlu olan nükleer reaksiyonlar dizisidir. Bu süreç, tipik olarak ⁵⁶Fe ile başlayan, ağır çekirdeklerin hızlı nötron yakalamaları ile ilerler. Yakalamaların hızlı olması gerekir, çünkü çekirdek, bir nötron daha yakalanmadan önce radyoaktif bozunma geçirmez. Bu nedenle, r süreci, serbest nötron yoğunluğunun yüksek olduğu ortamlarda meydana gelir. Bu ortamlar arasında, nükleer çökme süpernovası sırasında fırlatılan madde (süpernova nükleosentezinin bir parçası) ve nötron bakımından zengin madde içeren kilonova (nötron yıldızlarının birleşmesi) bulunur. Bu kaynakların ve diğerlerinin, r süreci ile üretilen elementlerin astrofiziksel bolluğuna katkısı, hâlâ aktif bir araştırma konusudur.

R süreci, daha düşük bir oranda da olsa, termonükleer silah patlamaları sırasında da gerçekleşebilir. Bu, aynştaynyum (element 99) ve fermiyum (element 100) gibi elementlerin nükleer testlerde keşfine yol açmıştır.

S süreci ile karşılaştırma

R süreci, yavaş nötron yakalama yoluyla ağır elementlerin üretildiği diğer bir önemli mekanizma olan s süreci ile farklılık gösterir. s süreci, özellikle AGB yıldızları içinde, nötron akışının yeterli olduğu ancak r sürecinin gerçekleşmeyecek kadar düşük olduğu ortamlarda meydana gelir. r sürecinin aksine, s süreci ikincildir, yani ağır çekirdeklerin diğer ağır çekirdekler oluşturmak için önceden var olan izotopları çekirdek olarak kullanmasını gerektirir.

Her iki süreç de, demirden daha ağır elementlerin evriminde önemli bir rol oynar. r ve s süreçleri birlikte, bu tür elementlerin çoğunun üretiminden sorumludur. r süreci, özellikle daha ağır elementlerin üretiminde başat bir mekanizma iken, s süreci daha düşük nötron yoğunluğuna sahip ortamlarda önemli katkılar yapar.

Astrofiziksel yerler

R süreci için en olası aday yerler, uzun zamandır nükleer çökme süpernovaları (Ib, Ic ve II spektral türleri) olarak önerilmektedir. Bu tür süpernovalar, r sürecinin gerçekleşmesi için gerekli fiziksel koşulları sağlayabilirler. Ancak, r süreci çekirdeklerinin azlığı, yalnızca bir küçük süpernova kısmının r süreci çekirdeklerini yıldızlararası ortama atabileceği veya her bir süpernovanın yalnızca çok küçük miktarda r süreci materyali salacağı anlamına gelir. Ayrıca, atılan materyalin nötron açısından zengin olması gerekmektedir, ki bu da modellerde ulaşılması zor bir koşul olmuştur.

Her bir elementin kozmojenik kökenini gösteren periyodik tablo. Süpernova kökenli demirden daha ağır elementler genellikle süpernovalardan gelen nötron patlamalarıyla beslenen r-işlemi sonucu üretilenlerdir.