核天体物理反应率拟合方法研究

周勇1,2，李志宏1，张海黔2

(1.中国原子能科学研究院 核物理研究所，北京102413；

2.南京航空航天大学 材料科学与技术学院，江苏 南京211100)

摘要：为进行大规模核天体网络运算，通常将核天体物理反应率拟合为与温度相关的数值表达式，以简化程序中的核物理输入量。通过分析国际上常用的几种核天体物理数据库，本工作得到了一种新的拟合方法，其对反应率的拟合精度较目前国际上通用的REACLIB和NACRE数据库的拟合方法的有明显改善。该拟合方法适用于直接反应和窄共振、宽共振、阈下共振和多谐共振反应，方便建立核天体物理反应率数据库。

关键词：核天体物理反应率；拟合方法；相对离差

中图分类号：O571.4 文献标志码：A

收稿日期：2014-09-10;修回日期：2014-12-12

作者简介：周勇(1992—)，男，四川广安人，硕士研究生，粒子物理与原子核物理专业

doi：10.7538/yzk.2015.49.11.1921

Study on Fitting Method

for Nuclear Astrophysics Reaction Rate

ZHOU Yong1,2, LI Zhi-hong1, ZHANG Hai-qian2

(1.ChinaInstituteofAtomicEnergy,P.O.Box275-46,Beijing102413,China；

2.CollegeofMaterialScienceandTechnology,

NanjingUniversityofAeronauticsandAstronautics,Nanjing211100,China)

Abstract:In large-scale nuclear astrophysics network computing, the nuclear astrophysics reaction rates were usually fitted to numerical reaction rates concerning temperature in order to reduce the input nuclear parameters. By analyzing the existing databases adopted internationally, a new fitting method was present in this paper, which can give much better fitting results than REACLIB and NACRE. This new fitting method can be applicable to direct reaction rates, isolated and narrow resonance reaction rates, multi-resonant reaction rates, subthreshold states and broad low energy resonances reaction rates, and is convenient to build nuclear astrophysics reaction rate data library.

Key words：nuclear astrophysics reaction rate; fitting method; relative scatter

核天体物理反应率是恒星演化研究中的重要物理量，它决定了核反应的路径，进而影响恒星演化的进程。核天体物理网络计算涉及数以万计的带电粒子和中子的核反应、核衰变以及它们随温度的变化曲线。尽管理论上可输入与这些核反应、核衰变相关的核物理参数，通过微积分运算求解任何温度下的天体物理反应率，但实际网络计算中由于参数多，程序需要耗费巨大的CPU运行时间，计算效率非常低。

为解决这个问题，实际运用中常把核天体物理反应率拟合成与温度相关的数值表达式，以简化核反应程序对质量、电荷、能量、几何参数以及反应截面等核反应参数的调用，从而提高网络计算的效率。……