AGB星中重要反应15N(n,γ)16N的实验研究

渐进巨支（AGB）星是最可能合成19F的天体环境，最新天文观测发现，极端高温post-AGB星中的19F丰度是太阳中丰度的250倍；当前的恒星演化模型和核物理输入量还不能够解释如此大的丰度差异。研究影响19F丰度的相关核物理量是当前核天体物理领域的一个重要课题，15N(n,γ)16N是影响19F丰度的关键反应之一，精确测定其天体物理反应率有重要意义。本项目计划在北京HI-13串列加速器上利用Q3D磁谱仪测量中子转移反应15N(7Li,6Li)16N布居16N基态和前3个激发态的角分布，通过对实验结果的扭曲波玻恩近似（DWBA）分析导出16N基态和前3个激发态的中子谱因子，进而给出15N(n,γ)16N反应的激发函数和天体物理反应率，澄清现有研究结果的分歧。把我们的反应率结果输入AGB星演化模型就可以研究该反应对19F丰度的影响。本项目已于2009年12月被串列加速器实验室束流评审委员会批准

氟对恒星中的物理条件极其敏感，因此它对于核合成研究是一种重要的元素。产生氟的天体物理场所为渐进巨支(AGB)星。在AGB星中，15N(n,γ)16N反应与15N(α,γ)19F反应的竞争会影响氟的丰度。15N(n,γ)16N反应率直接依赖于16N阈下态的中子谱因子。之前两家(d,p)反应得到的谱因子和壳模型预言结果相差两倍左右。本工作用Q3D磁谱仪测量了15N(7Li,6Li)16N布居16N基态和前三个激发态的角分布。通过对实验数据的扭曲波玻恩近似(DWBA)分析，导出这些态的谱因子，进而用新的谱因子得出15N(n,γ)16N的天体物理反应率。本工作首次使用高精度磁谱仪来研究15N中子转移反应，提高了中子谱因子的精度。本工作的结果表明：尽管15N为中子满壳核，但16N中转移中子处于2s1/2轨道的两个能级并不是很好的单粒子能级。本工作也为现有的16N阈下态的中子谱因子的分歧提供了一个独立的检验。