Processus r

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Le processus r (r pour rapide) est un processus de nucléosynthèse qui consiste en la capture de neutrons par des noyaux atomiques à haute température et à grande densité de neutrons qui permet ainsi de produire des éléments lourds à partir d'éléments plus légers.

Contrairement aux processus p et s, dans le processus r, les noyaux sont bombardés par un flux très important de neutrons et forment des noyaux très riches en neutrons et très instables, qui se désintègrent rapidement[1] pour former des noyaux stables mais toujours riches en neutrons.

On pense que ce processus a notamment lieu dans les supernovas. Néanmoins, l'abondance des éléments produits par ce processus ne correspond pas aux abondances observées. On est donc amené à conclure que soit seule une petite fraction de ces éléments est rejetée par les supernovas, soit que les supernovas ne contribuent que pour une très petite partie à la formation de ces éléments.

Ce processus est en revanche très actif dans les vieilles étoiles de population II par exemple (au sein de HE 1523-0901 où le rapport [r/Fe] = 1,8, où r désigne les éléments issus du processus r) alors que paradoxalement[pourquoi ?] leur métallicité peut être relativement faible[pas clair].

Le flux de neutrons étant très élevé dans ce processus (jusqu'à neutrons×1020 par centimètre carré par seconde), la vitesse de formation des isotopes instables est beaucoup plus élevée[Combien ?] que la désintégration β qui s'ensuit. Ceci signifie que ce processus peut se produire tout le long de la zone de stabilité des noyaux et même franchir des zones d'instabilité.

Le processus r se termine soit lorsque les noyaux atteignent une couche complète en neutrons (N = 50, 82, 126), qui est exceptionnellement stable et à laquelle l'ajout de neutrons supplémentaires est beaucoup plus difficile, soit parce que le noyau est devenu tellement instable qu'il subit une fission spontanée (actuellement, on suppose que cela se produit dans la région A ≅ 270, c'est-à-dire dans la région du tableau périodique proche du rutherfordium ou du darmstadtium).

Certains pics dans les abondances élémentaires semblent indiquer la présence d'une capture de neutrons rapides et une désintégration β retardée, car les pics dus au processus r sont à environ 10 unités de masse atomique en dessous de ceux dus au processus s (qui se produisent exactement pour les couches complètes en neutrons).

Notes et références[modifier | modifier le code]

  1. Tant que le flux de neutrons est intense il s'établit un équilibre dynamique entre la création et la destruction des noyaux très (trop) riches en neutrons. Dès que ce flux cesse (le phénomène à l'origine de ce flux, une explosion de supernova par exemple, dure relativement peu de temps), ces noyaux se désintègrent en cascade jusqu'à former des noyaux relativement riches en neutrons, mais stables.