低能带电粒子聚变反应中的静电屏蔽效应.pdf

第 l9卷 第 1期 原 子 核 物 理 评 论 V0】_19，No．1 2002年 0月 NucLearPhysicsReview M ar．．2002 文章编号：lOO,4--1627(2002)O1 0007 06 低能带电粒子聚变反应 中的静电屏蔽效应 自希祥 (中国原子能科学研究院．北京 102413) 摘 要 ：系统地评述 了天体物理感兴趣能区带 电粒子桉反应 中电子屏蔽效应的实验及理论研究的 进展，简要地舟绍了恒星热桉反应中等离子体静电屏蔽效应理论探讨的概况．着重说明深入研究天 体物理环境对桉过程 的影响是桉天体 物理学 的重要课题之一． 关 键 词 ：带电粒子桉反应；库仑势垒 ；天体物理 S(E)因子；静电屏蔽效应 中图分类号：057t4；P14 文献标识码 ：A 1 引言 估算恒星中的热核反应率必需经过两步修正+首先 要对实验室数据进行 电子屏蔽效应 的修正 ，得出裸 热核燃烧不仅是恒星抗衡其 自引力收缩的能 核的截面 ；再估算恒星等离子体环境 中的屏蔽倍增 源，而且是宇宙 中绝大多数核素赖 以台成的机制． 因子 ，得出 “真实”的反应率．由于两个环节 ，尤其 恒星的演化与其内部热核燃烧和化学组成演变的进 是后者还存在很大的不确定性，对实验室带电粒子 程紧密地联系在一起．带电粒子热核反应截面是研 核反应 中的原子、分子效应和恒星热核反应中的等 究恒星演化进程中核能的产生和核素的合成所必需 离子体效应的深入研究无疑仍是核天体物理学的重 的关键核物理输人量之一． 要课题之一_3．本文概括介绍此项研究的进展． 实验室带电粒子核反应中的原子和分子效应是 2 带电粒子核反应中的电子屏蔽效应 多年来核天体物理学家倾力研究的重要课题之一． 人们建立 了一些特殊的装置和方法使实验不断 向天 在天体物理感兴趣 的远低于库仑势垒的能区， 体物理感兴趣的低能区延伸，测量了一系列轻核反 带电粒子反应截面 (E)随能量降低而近似指数地 应的截面1 这些测量清楚地揭示 出电子屏蔽效 下降．由于一般的核反应实验难 以达到这一反应截 应的存在及其随着能量变化的趋势 与实验成果相 面极小 的能区，只得采用按较高能区实验数据的走 配合 ，理论工作也有一些进展E]~211这些实验和理 势向低能区外推 的方法．为 了便于外推，通常将 论研究的目标在于确定带 电粒子桉反应 中的电子屏 (E)转换成天体物理S(E)因子，其定义为 蔽倍增因子，得到感兴趣能区的裸核反应截面． 恒星中物质的典型状态是由裸核与电子组成的 (E)= S(E)E exp(一 2~7／) ， (1) 等离子体，其密度、温度和物理特性的跨度很大． 式中 是索末菲参数 ，由 关于恒星等离子体环境对热核反应的影响，核天体 物理学家做过长期和广泛的理论探讨口 。．其 中 27v?— 27 rZtZ2e2