p-과정
[ p-process ]
p-과정(p-process)은 초신성 폭발때 일어나는 양성자 포획 과정이다. 원자번호 34인 셀레늄(@@NAMATH_INLINE@@\rm{Se}@@NAMATH_INLINE@@)과 원자번호 80인 수은(@@NAMATH_INLINE@@\rm{Hg}@@NAMATH_INLINE@@) 사이에 있는 무거운 금속 중에서, 양성자의 개수가 상대적으로 많고 s-과정이나 r-과정으로는 생성될 수 없는 희귀한 동위원소들을 p-과정 원소라고 부른다.
그림 1의 예에서 볼 수 있듯, p-과정 원소들은 베타붕괴의 경로가 모두 안정한 원소에 가로막혀있어 중성자포획으로는 이런 원소들의 생성을 설명할 수 없다(중성자포획 참조). p-과정 원소의 예로는 @@NAMATH_INLINE@@{^{74}\rm{Se}}@@NAMATH_INLINE@@, @@NAMATH_INLINE@@{^{84}\rm{Sr}}@@NAMATH_INLINE@@, @@NAMATH_INLINE@@{^{92,94}\rm{Mo}}@@NAMATH_INLINE@@, @@NAMATH_INLINE@@{^{96, 98}\rm{Ru}}@@NAMATH_INLINE@@, @@NAMATH_INLINE@@{^{102}\rm{Pd}}@@NAMATH_INLINE@@, @@NAMATH_INLINE@@{^{106,108}\rm{Cd}}@@NAMATH_INLINE@@, @@NAMATH_INLINE@@{^{124, 126}\rm{Xe}}@@NAMATH_INLINE@@, @@NAMATH_INLINE@@{^{136, 138}\rm{Ce}}@@NAMATH_INLINE@@, @@NAMATH_INLINE@@{^{144}\rm{Sm}}@@NAMATH_INLINE@@, @@NAMATH_INLINE@@{^{190}\rm{Pt}}@@NAMATH_INLINE@@, @@NAMATH_INLINE@@{^{196}\rm{Hg}}@@NAMATH_INLINE@@ 등이 있다.
p-과정 원소들의 생성을 설명하기 위해 양성자포획을 생각해 볼 수 있으며 전통적으로 p-과정은 양성자포획을 의미한다. 하지만, 중원소의 원자핵과 양성자 사이에는 전자기력에 따른 강한 척력이 작용하기 때문에 양성자 포획으로는 위에 언급한 희귀 원소의 기원을 설명하기 어렵다.
따라서 대안으로 제시되는 여러 방식이 있는데 대표적인 것이 @@NAMATH_INLINE@@\gamma@@NAMATH_INLINE@@-과정이다. 중성자포획 과정인 s-과정이나 r-과정으로 생성된 원자핵이 온도가 수십억 도인 환경에서 높은 에너지의 광자와 반응하여 중성자를 방출하는 과정을 뜻한다. 중성자의 방출으로 중성자 대비 양성자의 개수가 증가하기에 결과적으로는 양성자를 포획한 것과 같은 효과를 얻는다(그림 1). 이런 핵반응이 발생할 수 있는 대표적인 환경으로는 초신성 폭발이 있다.
