恒星中的核物理（第2版）

第1章核物理和天體物理概述

1.1歷史

1.2命名法

1.3太陽系豐度

1.4天體物理方面

1.4.1概述

1.4.2赫羅圖

1.4.3單星的天體演化

1.4.4雙星

1.5質(zhì)量、結合能、核反應及相關主題

1.5.1原子核質(zhì)量和結合能

1.5.2核反應能量學

1.5.3原子質(zhì)量和質(zhì)量過剩

1.5.4數(shù)豐度、質(zhì)量分數(shù)及摩爾分數(shù)

1.5.5衰變常數(shù)、平均壽命及半衰期

1.6原子核殼模型

1.6.1閉殼和幻數(shù)

1.6.2核結構和核子組態(tài)

1.7核激發(fā)態(tài)和電磁躍遷

1.7.1能量、角動量及宇稱

1.7.2躍遷概率

1.7.3分支比和混合比

1.7.4天體等離子體中的γ射線躍遷

1.7.5同核異能態(tài)和26Al示例

1.8弱相互作用

1.8.1弱相互作用過程

1.8.2能量學

1.8.3β衰變概率

1.8.4恒星等離子體中的β衰變

習題

第2章核反應

2.1截面

2.2互易定理

2.3彈性散射和分波法

2.3.1概述

2.3.2微分截面與散射振幅之間的關系

2.3.3自由粒子

2.3.4打開勢

2.3.5散射振幅和彈性散射截面

2.3.6反應截面

2.4簡單勢的散射

2.4.1方阱勢

2.4.2方勢壘

2.4.3庫侖勢壘透射

2.5共振理論

2.5.1概述

2.5.2對數(shù)導數(shù)、相移及截面

2.5.3Breit-Wigner公式

2.5.4擴展到帶電粒子和任意軌道角動量值

2.5.5R矩陣理論

2.5.6單能級Breit-Wigner公式的實驗測試

2.5.7分寬度和約化寬度

2.6連續(xù)態(tài)理論

2.7豪瑟-費什巴赫理論

習題

第3章熱核反應

3.1截面和反應率

3.1.1粒子誘發(fā)的反應

3.1.2光子誘發(fā)的反應

3.1.3豐度演化

3.1.4正向和逆向反應

3.1.5評估溫度下的反應率

3.1.6反應率平衡

3.1.7核能產(chǎn)生

3.2非共振和共振熱核反應率

3.2.1帶電粒子誘發(fā)反應的非共振反應率

3.2.2中子誘發(fā)反應的非共振反應率

3.2.3光子誘發(fā)反應的非共振反應率

3.2.4窄共振反應率

3.2.5寬共振反應率

3.2.6電子屏蔽

3.2.7總反應率

習題

第4章核物理實驗

4.1概述

4.1.1帶電粒子束流

4.1.2中子束流

4.2輻射與物質(zhì)相互作用

4.2.1重帶電粒子相互作用

4.2.2光子相互作用

4.2.3中子相互作用

4.3靶和相關設備

4.3.1背襯

4.3.2靶制備

4.3.3污染物

4.3.4靶室和支架

4.4輻射探測器

4.4.1概述

4.4.2半導體探測器

4.4.3閃爍體探測器

4.4.4正比計數(shù)器

4.4.5微通道板探測器

4.5核譜學

4.5.1帶電粒子譜學

4.5.2γ射線譜學

4.5.3中子譜學

4.6各種實驗技術

4.6.1放射性離子束

4.6.2活化法

4.6.3飛行時間技術

4.7本底輻射

4.7.1概述

4.7.2帶電粒子探測器能譜中的本底

4.7.3γ射線探測器能譜中的本底

4.7.4中子探測器譜中的本底

4.8帶電粒子誘發(fā)反應的產(chǎn)額和截面

4.8.1非共振和共振產(chǎn)額

4.8.2產(chǎn)額曲線的一般處理

4.8.3實驗產(chǎn)額曲線和激發(fā)函數(shù)

4.8.4絕對共振強度和截面的測定

4.9中子誘發(fā)反應的透射、產(chǎn)額和截面

4.9.1共振透射

4.9.2共振和非共振產(chǎn)額

4.9.3有效截面

4.9.4實驗產(chǎn)額和透射

4.9.5相對和絕對截面

習題

第5章核燃燒階段和過程

5.1流體靜力學氫燃燒

5.1.1pp鏈

5.1.2CNO循環(huán)

5.1.3CNO質(zhì)量區(qū)以上的流體靜力學氫燃燒

5.2流體靜力學氦燃燒

5.2.1氦燃燒反應

5.2.2流體靜力學氦燃燒中的核合成

5.2.3其他氦燃燒反應

5.3后期燃燒階段

5.3.1碳燃燒

5.3.2氖燃燒

5.3.3氧燃燒

5.3.4硅燃燒

5.3.5核統(tǒng)計平衡

5.4核心塌縮超新星(Ⅱ，Ⅰb，Ⅰc型)的爆發(fā)性燃燒

5.4.1核心塌縮和中微子角色

5.4.2ν-過程和νp-過程

5.4.3爆發(fā)性核合成

5.4.4觀測

5.5涉及雙星的爆發(fā)性燃燒

5.5.1熱核超新星(Ⅰa型)的爆發(fā)性燃燒

5.5.2爆發(fā)性氫燃燒和經(jīng)典新星

5.5.3爆發(fā)性氫氦燃燒和Ⅰ型X射線暴

5.6鐵峰以上的核合成

5.6.1s-過程

5.6.2r-過程

5.6.3p-過程

5.7豐天體過程

5.7.1大爆炸核合成

5.7.2宇宙線核合成

5.8核素的起源

習題

附錄A三維薛定諤方程的解

A.1零軌道角動量和常數(shù)勢

A.2任意軌道角動量和零核勢

A.3任意軌道角動量和庫侖勢

附錄B量子力學選擇定則

附錄C運動學

C.1實驗室坐標系下運動學量之間的關系

C.2實驗室坐標系和質(zhì)心坐標系之間的變換

附錄D角關聯(lián)

D.1概述

D.2兩步過程中的單一輻射

D.3兩步過程中的混合輻射

D.4未觀測到中間輻射的三步過程

D.5實驗考慮

D.6結束語

附錄E常數(shù)、數(shù)據(jù)、單位和符號

E.1物理學常數(shù)和數(shù)據(jù)

E.2數(shù)學表達式

E.3前綴和單位

E.4物理量

參考文獻