S-过程分叉网络方程组的解及应用

发布时间：2017-08-28 18:18

  本文关键词：S-过程分叉网络方程组的解及应用

  更多相关文章： 分叉 s-过程 网络方程组 丰度 灵敏度分析 反应流量 核钟

【摘要】：本文根据中子俘获过程理论,主要讨论了Sm-Eu-Gd和W-Re-Os两个分叉系统的分叉s-过程网络路径图,以及给出这两个系统的s-过程分叉网络方程的解；并在此基础上讨论了两个系统中元素反应横截面的灵敏度分析和反应流量,以及根据得到的数据,利用Re-Os核钟计算银河系的年龄。全文共包括五章,具体内容如下：第一章首先介绍了宇宙和恒星的演化过程,以及中子俘获过程和重元素的核合成理论,并简单介绍了前人们关于分叉s-过程的一些研究,最后给出了本文所得出的主要结论以及创新之处。第二章介绍了Sm-Eu-Gd系统中以~(151)Sm为分叉点的s-过程网络路径图,根据路径图,给出了s-过程分叉网络方程组,并对其进行化简和整理；根据经典的s-过程,求出此网络方程组初始核素~(150)Sm丰度函数的解析表达式,再利用四阶龙哥库塔公式对方程组进行求解,并画出该系统中各个元素的丰度曲线图。之后,我们对分叉s-过程中元素的反应截面数据进行了灵敏度分析,得出~(154)Eu和~(155)Eu对Sm-Eu-Gd系统影响最大；根据分叉s-过程的网络方程组的解,我们计算了系统的反应流量,从而确定了Sm-Eu-Gd系统中分叉s-过程的主路径图。第三章我们讨论了W-Re-Os系统中以185W为分叉点的s-过程情况。根据中子俘获过程,得出了W-Re-Os系统中的分叉s-过程的网络方程组,对其进行适当的化简,得到相对简单的方程组,根据单一的s-过程,与第二章类似,我们求出了该分叉网络初始核素~(183)W的丰度函数的解析式,同样利用四阶龙格库塔公式得到了分叉s-过程网络方程组的数值解,画出了W、Re、Os等同位素的丰度变化曲线。之后对W、Re、Os等同位素的反应截面数据进行了灵敏度分析,得出了W对W-Re-Os系统影响最大,根据得到的各个元素的丰度,计算出了W-Re-Os系统中各个小分支的反应流量,从而确定了W-Re-Os系统中分叉s-过程的主路径图。第四章建立在W-Re-Os系统中元素丰度的基础上,我们利用Re-Os核钟,讨论了核合成的年龄,进而给出了银河系年龄的一个初步估算值,我们的计算结果与前人利用维像计算结果是相符的。第五章对本文的结论做了一个系统的概括分析,同时给出未来的展望。
【关键词】：分叉 s-过程 网络方程组 丰度 灵敏度分析 反应流量 核钟
【学位授予单位】：北京化工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O175
【目录】：

• 摘要6-8
• ABSTRACT8-15
• 第一章 绪论15-23
• 1.1 研究背景15-19
• 1.1.1 天体的演化与核合成15-16
• 1.1.2 分叉s-过程16-19
• 1.2 本文的主要结论19
• 1.3 本文的创新之处19-20
• 1.4 预备知识20-23
• 第二章 以~(151)Sm为分叉点的s-过程的网络方程组23-37
• 2.1 微分方程组的确立23-24
• 2.2 微分方程组的化简24-27
• 2.3 微分方程组初值的确定27-30
• 2.4 微分方程组的求解30-32
• 2.5 灵敏度分析32-33
• 2.6 Sm-Eu-Gd分叉系统的反应流量33-37
• 第三章 以~(185)W为分叉点的s-过程的网络方程组37-47
• 3.1 微分方程组的确立37-38
• 3.2 微分方程组的化简38-40
• 3.3 微分方程组初值的求解40-41
• 3.4 微分方程组的求解41-43
• 3.5 灵敏度分析43-44
• 3.6 W-Re-Os分叉系统的反应流量44-47
• 第四章 核钟的计算47-49
• 4.1 引言47
• 4.2 核钟的计算过程47-49
• 第五章 结论和展望49-51
• 5.1 本文结论49-50
• 5.2 展望50-51
• 参考文献51-55
• 致谢55-57
• 硕士期间的研究成果和发表的学术论文57-59
• 作者与导师简介59-60
• 附件60-61

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本文编号：748826