【摘要】：太陽中微子失蹤之謎是近三十年來尚未解決的著名基礎理論問題,對太陽內部核反應系統的研究是探索理解太陽中微子問題至關重要的途徑之一。本文根據近年來太陽中微子問題的研究現狀,將非平衡系統的理論和方法推廣和應用到太陽內部的核反應系統中,進而研究了不可逆過程對太陽內部及太陽中微子產生率的影響。 由于恒星內部存在核反應、擴散、對流等不可逆過程以及非均勻的壓力、引力和溫度梯度等效應的影響,為了得到適合于描述恒星內部核反應系統的動力學方程,我們將非平衡態(tài)動力學方法推廣和應用在恒星內部的核反應系統中。我們分別研究了恒星內部的CNO循環(huán)反應、太陽中心的p-pI核反應鏈和紅巨星中心的3α反應過程的非平衡態(tài)動力學性質,用新的理論觀點解釋了主序星的長期穩(wěn)定性和紅巨星在氦燃燒開始時發(fā)生的氦“閃耀”不穩(wěn)定現象,并說明了引力-溫度梯度(g-T)效應對恒星核反應的穩(wěn)定性具有破壞作用,它在紅巨星中心的值是在太陽型恒星中心的10~7倍,很可能與恒星在主序以后發(fā)生的動力學不穩(wěn)定現象有直接關系。 我們進一步發(fā)展了新的動力學理論方法,研究了當太陽中心區(qū)受到對流運動的影響時~3He驅動核反應系統的動力學行為。這一相關的問題最初是由Dilke和Gough(1972)提出的,由于與太陽中微子問題的解釋有關,迄今仍然倍受關注。我們用新的理論方法得到了核反應系統產生非穩(wěn)定性的判據,它與太陽內部的引力(重力)加速度和溫度梯度的性質密切相關。通過用太陽模型的計算說明,~3He驅動的p-pI核反應系統在從0.2R_⊙到0.4R_⊙的區(qū)域內是對流不穩(wěn)定的,這一區(qū)域正好位于~3He被猜測可能出現所謂超穩(wěn)定性的區(qū)域。 由于恒星內部核反應系統的密度漲落具有顯著的空間非均勻性質,為了描述漲落的時空關聯,我們在恒星內部的核反應擴散系統中發(fā)展并應用非平衡態(tài)統計方法,利用非平衡態(tài)統計理論分別導出了包括擴散過程、對流過程、非均勻的壓力以及引力和溫度梯度等在內的廣義Master方程。我們研究了恒星內部p-pI核反應系統的密度漲落,結果表明:恒星內部存在一系列密度漲落波在空間傳播,它們代表了概率分布函數的局域變化在空間中的傳播過程,波的相速度正好是平均密度波的整數倍,這些波的增長或衰減與恒星內部的穩(wěn)定性直接相關,g-T效應是引起漲落波增長的重要因素。 當非均勻的壓力驅動粒子從高壓區(qū)向低壓區(qū)流動時,壓力效應同樣可以引入密度漲落的空間關聯。為了描述壓力影響下核反應擴散系統的漲落行為,我們將過去的唯象理論推廣為統計理論,得到了一個新的Master方程,它可以用于分析恒星內部核
【學位授予單位】：西安電子科技大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2001
【分類號】：P142.5;O414

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7 宋黎明 陸

本文編號：2752762