Nuclear drip line
પરમાણુ ટપક રેખા એ સીમા છે જેની બહાર પ્રોટોન અથવા ન્યુટ્રોનના ઉત્સર્જનના સંદર્ભમાં પરમાણુ કેન્દ્રક બંધાયેલા નથી. પ્રોટોન અને ન્યુટ્રોનનું મનસ્વી સંયોજન સ્થિર કેન્દ્રક પેદા કરે તે જરૂરી નથી. આપેલ ન્યુક્લિયસમાં અનુક્રમે પ્રોટોન અથવા ન્યુટ્રોન ઉમેરીને ન્યુક્લાઇડ્સના ટેબલની ઉપર અથવા જમણી તરફ આગળ વધવાનું વિચારી શકાય છે. જો કે, આપેલ ન્યુક્લિયસમાં એક સમયે એક ન્યુક્લિયોન ઉમેરવાથી આખરે નવા રચાયેલા ન્યુક્લિયસ તરફ દોરી જશે જે પ્રોટોન (અથવા ન્યુટ્રોન) બહાર કાઢીને તરત જ ક્ષીણ થઈ જાય છે. બોલચાલની ભાષામાં કહીએ તો, ન્યુક્લિયનો લીક થયા છે અથવા ન્યુક્લિયસમાંથી બહાર નીકળી ગયા છે, તેથી ટપક રેખા શબ્દને જન્મ આપે છે. ટપક રેખાઓ પ્રોટોન-થી-ન્યુટ્રોન ગુણોત્તરની ચરમસીમાએ પ્રોટોન અને ન્યુટ્રોન માટે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે; ટપક રેખાઓ પર અથવા તેની બહાર પીઃ એન ગુણોત્તર પર, કોઈ બંધાયેલ કેન્દ્રક અસ્તિત્વમાં હોઈ શકે નહીં. જ્યારે પ્રોટોન ટપક રેખાનું સ્થાન ઘણા તત્વો માટે જાણીતું છે, ત્યારે ન્યુટ્રોન ટપક રેખાનું સ્થાન માત્ર નિયોન સુધીના તત્વો માટે જાણીતું છે. સામાન્ય વર્ણન પરમાણુ સ્થિરતા એ ન્યુક્લાઇડ્સના ચાર્ટ દ્વારા વર્ણવેલ પ્રોટોન અને ન્યુટ્રોનના સંયોજનો સુધી મર્યાદિત છે, જેને સ્થિરતાની ખીણ પણ કહેવાય છે. આ ખીણની સીમાઓ ન્યુટ્રોન-સમૃદ્ધ બાજુ પર ન્યુટ્રોન ટપક રેખા અને પ્રોટોન-સમૃદ્ધ બાજુ પર પ્રોટોન ટપક રેખા છે. આ મર્યાદાઓ કણોના ક્ષયને કારણે અસ્તિત્વ ધરાવે છે, જેમાં એક અથવા વધુ ન્યુક્લિયનોના ઉત્સર્જન દ્વારા એક્ઝોથર્મિક પરમાણુ સંક્રમણ થઈ શકે છે (કણોના ભૌતિકશાસ્ત્રમાં કણોના ક્ષય સાથે ગેરસમજ ન થવી જોઈએ). જેમ કે, ટપક રેખાને તે સીમા તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરી શકાય છે કે જેનાથી આગળ પ્રોટોન અથવા ન્યુટ્રોન અલગ કરવાની ઊર્જા નકારાત્મક બને છે, જે નવી રચાયેલી અનબાઉન્ડ સિસ્ટમમાંથી કણોના ઉત્સર્જનની તરફેણ કરે છે. માન્ય સંક્રમણો જ્યારે કોઈ ચોક્કસ પરમાણુ રૂપાંતરણ, પ્રતિક્રિયા અથવા સડો, ઊર્જાસભર રીતે માન્ય છે કે કેમ તે ધ્યાનમાં લેતા, વ્યક્તિએ માત્ર પ્રારંભિક કેન્દ્રક/કેન્દ્રકના દળોનો સરવાળો કરવાની જરૂર છે અને તે મૂલ્યમાંથી ઉત્પાદન કણોના દળોનો સરવાળો બાદ કરવાની જરૂર છે. જો પરિણામ, અથવા ક્યૂ-મૂલ્ય, હકારાત્મક હોય, તો પછી પરિવર્તનને મંજૂરી આપવામાં આવે છે, અથવા એક્ઝોથર્મિક કારણ કે તે ઊર્જા મુક્ત કરે છે, અને જો ક્યૂ-મૂલ્ય નકારાત્મક જથ્થો છે, તો તે એન્ડોથર્મિક છે કારણ કે ઓછામાં ઓછી એટલી ઊર્જા સિસ્ટમમાં ઉમેરવી આવશ્યક છે. ઉદાહરણ તરીકે, કાર્બનનું સૌથી સામાન્ય આઇસોટોપ 12C, 11B સુધી પ્રોટોન ઉત્સર્જનમાંથી પસાર થઈ શકે છે કે કેમ તે નક્કી કરવા માટે, આ પ્રક્રિયાને મંજૂરી આપવા માટે સિસ્ટમમાં લગભગ 16 MeV ઉમેરવું આવશ્યક છે. જ્યારે Q-મૂલ્યોનો ઉપયોગ કોઈપણ પરમાણુ રૂપાંતરણનું વર્ણન કરવા માટે થઈ શકે છે, ત્યારે કણ ક્ષય માટે, કણ વિભાજન ઊર્જા જથ્થો S નો પણ ઉપયોગ થાય છે, અને તે Q-મૂલ્યના નકારાત્મકની સમકક્ષ હોય છે. બીજા શબ્દોમાં કહીએ તો, પ્રોટોન વિભાજન ઊર્જા એસપી સૂચવે છે કે એક પ્રોટોનને દૂર કરવા માટે આપેલ ન્યુક્લિયસમાં કેટલી ઊર્જા ઉમેરવી જોઈએ. આમ, કણ ટપક રેખાઓ એ સીમાઓને વ્યાખ્યાયિત કરે છે જ્યાં કણ વિભાજન ઊર્જા શૂન્ય કરતા ઓછી અથવા સમાન હોય છે, જેના માટે તે કણના સ્વયંસ્ફુરિત ઉત્સર્જનને ઊર્જાત્મક રીતે મંજૂરી આપવામાં આવે છે. જો કે ટપક રેખાઓનું સ્થાન એ સીમા તરીકે સારી રીતે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે કે જેની બહાર કણ વિભાજન ઊર્જા નકારાત્મક બને છે, ન્યુક્લિયસ અથવા અનબાઉન્ડ રેઝોનન્સની રચના શું છે તેની વ્યાખ્યા અસ્પષ્ટ છે. ટપક રેખાઓની બહારના પ્રકાશ તત્વોના કેટલાક જાણીતા કેન્દ્રક 10−22 સેકન્ડના ક્રમમાં જીવનકાળ સાથે ક્ષીણ થાય છે; આને કેટલીકવાર પરમાણુ અસ્તિત્વની મર્યાદા તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે કારણ કે આ સમયગાળામાં કેટલીક મૂળભૂત પરમાણુ પ્રક્રિયાઓ (જેમ કે કંપન અને પરિભ્રમણ) થાય છે. વધુ મોટા ન્યુક્લિયસ માટે, મજબૂત કુલમ્બ અવરોધને કારણે કણ ઉત્સર્જન અર્ધ-જીવન નોંધપાત્ર રીતે લાંબુ હોઈ શકે છે અને તેના બદલે આલ્ફા અને બીટા ક્ષય જેવા અન્ય સંક્રમણોને સક્ષમ કરે છે. આ ટપક રેખાઓના સ્પષ્ટ નિર્ધારણને મુશ્કેલ બનાવે છે, કારણ કે અવલોકન કરવા માટે પૂરતા લાંબા જીવનકાળવાળા કેન્દ્રક કણોના ઉત્સર્જનના સમયમર્યાદા કરતાં ઘણા લાંબા સમય સુધી અસ્તિત્વ ધરાવે છે અને સંભવતઃ બંધાયેલા હોય છે. પરિણામે, કણ-અનબાઉન્ડ ન્યુક્લિયસનું સીધું નિરીક્ષણ કરવું મુશ્કેલ છે, અને તેના બદલે તેમની ક્ષય ઊર્જા દ્વારા ઓળખવામાં આવે છે. ટપક રેખાઓનું પરમાણુ માળખું મૂળ ન્યુક્લિયસમાં ન્યુક્લિયોનની ઊર્જા તેની બાકીની સામૂહિક ઊર્જા બાદબાકી બંધનકર્તા ઊર્જા છે. આ ઉપરાંત, અધોગતિને કારણે એક ઊર્જા હોય છેઃ દાખલા તરીકે, જો તમામ નીચલી ઊર્જા સ્થિતિઓ ભરવામાં આવે તો ઊર્જા E1 ધરાવતા ન્યુક્લિયોનને વધુ ઊર્જા E2 માટે દબાણ કરવામાં આવશે. આનું કારણ એ છે કે ન્યુક્લિયનો ફર્મિઓન છે અને ફર્મિ-ડાયરેક આંકડાનું પાલન કરે છે. આ ન્યુક્લિયોનને ઉચ્ચ ઉર્જા સ્તર પર મૂકવા માટે કરવામાં આવેલ કાર્ય દબાણમાં પરિણમે છે, જે અધોગતિ દબાણ છે. જ્યારે અસરકારક બંધન ઊર્જા, અથવા ફર્મી ઊર્જા, શૂન્ય સુધી પહોંચે છે, ત્યારે તે જ આઇસોસ્પિનના ન્યુક્લિયોનને ન્યુક્લિયસમાં ઉમેરવું શક્ય નથી, કારણ કે નવા ન્યુક્લિયોનમાં નકારાત્મક અસરકારક બંધન ઊર્જા હશે-એટલે કે. ન્યુક્લિયસની બહાર ન્યુક્લિયોન બનાવવા માટે તે વધુ ઊર્જાસભર રીતે અનુકૂળ છે (સિસ્ટમમાં સૌથી ઓછી એકંદર ઊર્જા હશે). આ તે પ્રજાતિ માટે કણ ટપક બિંદુને વ્યાખ્યાયિત કરે છે. એક અને બે કણોની ટપક રેખાઓ ઘણા કિસ્સાઓમાં, ટપક રેખાઓ સાથેના ન્યુક્લિડ્સ સંલગ્ન નથી, પરંતુ કહેવાતા એક કણો અને બે કણોની ટપક રેખાઓ દ્વારા અલગ પડે છે. આ બંધનકર્તા ઊર્જાને અસર કરતી સમ અને વિષમ ન્યુક્લિયોન સંખ્યાઓનું પરિણામ છે, કારણ કે સમ સંખ્યામાં ન્યુક્લિયોન ધરાવતા ન્યુક્લાઇડ્સમાં સામાન્ય રીતે વધુ બંધનકર્તા ઊર્જા હોય છે, અને તેથી નજીકના વિષમ ન્યુક્લિયસ કરતાં વધુ સ્થિરતા હોય છે. આ ઊર્જા તફાવતો વિષમ-ઝેડ અથવા વિષમ-એન ન્યુક્લાઇડમાં એક-કણ ટીપાં રેખામાં પરિણમે છે, જેના માટે ત્વરિત પ્રોટોન અથવા ન્યુટ્રોન ઉત્સર્જન તે ન્યુક્લાઇડમાં અને અન્ય તમામ વિષમ ન્યુક્લાઇડ્સમાં ટપક રેખાની બહાર ઊર્જાત્મક રીતે અનુકૂળ હોય છે. જો કે, એક-કણોની ટપક રેખાની બહારની આગામી સમ ન્યુક્લાઇડ હજુ પણ કણ સ્થિર હોઈ શકે છે જો તેની બે-કણોની વિભાજન ઊર્જા બિન-નકારાત્મક હોય. આ શક્ય છે કારણ કે બે-કણોના વિભાજનની ઊર્જા હંમેશા એક-કણોના વિભાજનની ઊર્જા કરતાં વધારે હોય છે, અને ઓછા સ્થિર વિષમ ન્યુક્લાઇડમાં સંક્રમણ ઊર્જાત્મક રીતે પ્રતિબંધિત છે. બે-કણોની ટપક રેખાને આ રીતે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે જ્યાં બે-કણોની વિભાજન ઊર્જા નકારાત્મક બને છે, અને તે પ્રજાતિની કણોની સ્થિરતા માટે સૌથી બહારની સીમા સૂચવે છે. એક અને બે-ન્યુટ્રોન ટપક રેખાઓ પ્રાયોગિક રીતે નિયોન સુધી નક્કી કરવામાં આવી છે, જો કે અનબાઉન્ડ ઓડ-એન આઇસોટોપ મેગ્નેશિયમ સુધીના દરેક તત્વ માટે બિન-પાલન દ્વારા જાણીતા અથવા અનુમાન કરવામાં આવે છે. ઉદાહરણ તરીકે, છેલ્લું બંધાયેલ વિષમ-એન ફ્લોરિન આઇસોટોપ 26F છે, જો કે છેલ્લું બંધાયેલ સમ-એન આઇસોટોપ 31F છે. ટીપાં રેખાઓની નજીકના કેન્દ્રક પૃથ્વી પર અસામાન્ય છે ત્રણ પ્રકારની કુદરતી રીતે થતી કિરણોત્સર્ગી પ્રવૃત્તિઓ (α, β, અને γ) માંથી, માત્ર આલ્ફા ક્ષય એ પરમાણુ મજબૂત બળના પરિણામે થતા ક્ષયનો એક પ્રકાર છે. અન્ય પ્રોટોન અને ન્યુટ્રોન ક્ષય અણુ પ્રજાતિઓના જીવનમાં અને પૃથ્વીની રચના પહેલાં ખૂબ વહેલા થયા હતા. આમ, આલ્ફા ક્ષયને કાં તો કણોના ક્ષયનું એક સ્વરૂપ અથવા, ઓછું વારંવાર, પરમાણુ વિખંડનના વિશેષ કેસ તરીકે ગણી શકાય. પરમાણુ મજબૂત બળ માટે સમયમર્યાદા પરમાણુ નબળા બળ અથવા વિદ્યુતચુંબકીય બળ કરતાં ઘણી ઝડપી હોય છે, તેથી ટપક રેખાઓ પછીના કેન્દ્રકનું જીવનકાળ સામાન્ય રીતે નેનોસેકન્ડ્સ અથવા તેનાથી ઓછા ક્રમમાં હોય છે. આલ્ફા ક્ષય માટે, ન્યુક્લિયસમાં આલ્ફા-ક્લસ્ટર દ્વારા જોવામાં આવતા ઉચ્ચ કુલમ્બ અવરોધને કારણે પ્રોટોન અથવા ન્યુટ્રોન ઉત્સર્જન કરતાં સમયમર્યાદા ઘણી લાંબી હોઈ શકે છે (આલ્ફા કણ અવરોધમાંથી પસાર થવો જોઈએ). પરિણામે, પૃથ્વી પર કોઈ કુદરતી રીતે બનતું કેન્દ્રક નથી જે પ્રોટોન અથવા ન્યુટ્રોન ઉત્સર્જનમાંથી પસાર થાય છે; જો કે, આવા કેન્દ્રક બનાવી શકાય છે, ઉદાહરણ તરીકે, પ્રવેગક સાથે પ્રયોગશાળામાં અથવા કુદરતી રીતે તારાઓમાં. મિશિગન સ્ટેટ યુનિવર્સિટી ખાતે દુર્લભ આઇસોટોપ બીમ માટેની સુવિધા (એફ. આર. આઈ. બી.) 2022ના મધ્યમાં ઓનલાઇન આવી હતી અને તે નવીન રેડિયોઆઇસોટોપ બનાવવાની તૈયારીમાં છે, જે બીમમાંથી કાઢવામાં આવશે અને અભ્યાસ માટે ઉપયોગમાં લેવાશે. તે માધ્યમ દ્વારા પ્રમાણમાં સ્થિર આઇસોટોપ્સના બીમ ચલાવવાની પ્રક્રિયાનો ઉપયોગ કરે છે, જે ન્યુક્લિયસમાં વિક્ષેપ પાડે છે અને અસંખ્ય નવીન ન્યુક્લિયસ બનાવે છે, જે પછી કાઢવામાં આવે છે. ન્યુક્લિયોસિંથેસિસ વિસ્ફોટક એસ્ટ્રોફિઝિકલ વાતાવરણમાં ઘણીવાર ઉચ્ચ-ઊર્જા ન્યુક્લિયનોના ખૂબ મોટા પ્રવાહ હોય છે જે બીજ ન્યુક્લિયસ પર મેળવી શકાય છે. આ વાતાવરણમાં, કિરણોત્સર્ગી પ્રોટોન અથવા ન્યુટ્રોન કેપ્ચર બીટા ક્ષય કરતાં વધુ ઝડપથી થશે, અને મોટા ન્યુટ્રોન પ્રવાહો અને ઉચ્ચ-ઊર્જા પ્રોટોન બંને સાથે એસ્ટ્રોફિઝિકલ વાતાવરણ હાલમાં અજ્ઞાત હોવાથી, પ્રતિક્રિયા પ્રવાહ બીટા-સ્થિરતાથી અનુક્રમે ન્યુટ્રોન અથવા પ્રોટોન ટપક રેખાઓ તરફ અથવા ત્યાં સુધી આગળ વધશે. જો કે, એકવાર ન્યુક્લિયસ એક ટપક રેખા સુધી પહોંચે છે, જેમ આપણે જોયું છે, તે પ્રજાતિના કોઈ વધુ ન્યુક્લિયનોને ચોક્કસ ન્યુક્લિયસમાં ઉમેરી શકાતા નથી, અને વધુ ન્યુક્લિયોન કેપ્ચર થઈ શકે તે પહેલાં ન્યુક્લિયસને પહેલા બીટા ક્ષયમાંથી પસાર થવું પડે છે. જ્યારે ટપક રેખાઓ ન્યુક્લિયોસિંથેસિસ માટે અંતિમ સીમાઓ લાદતી હોય છે, ત્યારે ઉચ્ચ-ઊર્જા વાતાવરણમાં ફોટોડિસિંટેગ્રેશન દ્વારા ટપક રેખાઓ સુધી પહોંચે તે પહેલાં સળગતો માર્ગ મર્યાદિત હોઈ શકે છે, જ્યાં ઉચ્ચ-ઊર્જા ગામા કિરણ ન્યુક્લિયસમાંથી ન્યુક્લિયોનને બહાર કાઢે છે. એક જ ન્યુક્લિયસ ન્યુક્લિયનો અને ફોટોન બંનેના પ્રવાહને આધિન હોય છે, તેથી સંતુલન ત્યાં પહોંચે છે જ્યાં ચોક્કસ પરમાણુ પ્રજાતિઓ પર દળ બને છે. જેમ કે ફોટોન સ્નાનને સામાન્ય રીતે પ્લેન્કિયન વિતરણ દ્વારા વર્ણવવામાં આવશે, ઉચ્ચ ઊર્જા ફોટોન ઓછા વિપુલ પ્રમાણમાં હશે, અને તેથી જ્યાં સુધી ન્યુક્લિયોન અલગ કરવાની ઊર્જા ટપક રેખાઓ તરફ શૂન્ય સુધી પહોંચવાનું શરૂ ન કરે ત્યાં સુધી ફોટોડિસિંટેગ્રેશન નોંધપાત્ર બનશે નહીં, જ્યાં ફોટોડિસિંટેગ્રેશન ઓછી ઊર્જા ગામા કિરણો દ્વારા પ્રેરિત થઈ શકે છે. કેલ્વિન ખાતે, ફોટોનનું વિતરણ 3 MeV કરતા ઓછી કણ વિભાજન ઊર્જા ધરાવતા કોઈપણ ન્યુક્લિયસમાંથી ન્યુક્લિયોન્સને બહાર કાઢવા માટે પૂરતું ઊર્જાસભર છે, પરંતુ તે જાણવા માટે કે કયા ન્યુક્લિયસ કયા વિપુલતામાં અસ્તિત્વ ધરાવે છે તે સ્પર્ધાત્મક રેડિયેટિવ કેપ્ચર્સને પણ ધ્યાનમાં લેવું આવશ્યક છે. જેમ ન્યુટ્રોન કેપ્ચર્સ કોઈપણ ઊર્જા શાસનમાં આગળ વધી શકે છે, ન્યુટ્રોન ફોટોડિસિંટેગ્રેશન ઉચ્ચ ઊર્જા સિવાય બિનમહત્વપૂર્ણ છે. જો કે, જેમ જેમ પ્રોટોન કેપ્ચર કુલમ્બ અવરોધ દ્વારા અવરોધિત થાય છે, ઓછી ઊર્જા પર તે ચાર્જ-કણોની પ્રતિક્રિયાઓ માટેના ક્રોસ સેક્શન મોટા પ્રમાણમાં દબાવી દેવામાં આવે છે, અને ઉચ્ચ ઊર્જા પ્રણાલીઓમાં જ્યાં પ્રોટોન કેપ્ચર થવાની મોટી સંભાવના હોય છે, ત્યાં ઘણીવાર પ્રોટોન કેપ્ચર અને ફોટોડિસિંટેગ્રેશન વચ્ચે સ્પર્ધા હોય છે જે વિસ્ફોટક હાઇડ્રોજન બર્નિંગમાં થાય છે; પરંતુ કારણ કે પ્રોટોન ટપક રેખા ન્યુટ્રોન ટપક રેખા કરતાં બીટા-સ્થિરતાની ખીણની પ્રમાણમાં ઘણી નજીક હોય છે, કેટલાક વાતાવરણમાં ન્યુક્લિયોસિંથેસિસ ન્યુક્લિયોન ટપક રેખા સુધી આગળ વધી શકે છે. એકવાર કિરણોત્સર્ગી કેપ્ચર હવે આપેલ ન્યુક્લિયસ પર આગળ વધી શકતું નથી, ક્યાં તો ફોટોડિસિંટેગ્રેશન અથવા ટપક રેખાઓમાંથી, વધુ પરમાણુ પ્રક્રિયાથી ઉચ્ચ દળમાં 4He જેવા ભારે ન્યુક્લિયસ સાથેની પ્રતિક્રિયામાંથી પસાર થઈને આ ન્યુક્લિયસને બાયપાસ કરવું જોઈએ, અથવા વધુ વખત બીટા ક્ષયની રાહ જોવી જોઈએ. ન્યુક્લિયર પ્રજાતિઓ કે જ્યાં ચોક્કસ ન્યુક્લિયોસિંથેસિસ એપિસોડ દરમિયાન સમૂહનો નોંધપાત્ર ભાગ બને છે તેને ન્યુક્લિયર વેઇટિંગ પોઇન્ટ ગણવામાં આવે છે, કારણ કે ઝડપી રેડિયેટિવ કેપ્ચર્સ દ્વારા આગળની પ્રક્રિયામાં વિલંબ થાય છે. જેમ કે ભાર મૂકવામાં આવ્યો છે, બીટા ક્ષય એ વિસ્ફોટક ન્યુક્લિયોસિંથેસિસમાં થતી સૌથી ધીમી પ્રક્રિયાઓ છે. પરમાણુ ભૌતિકશાસ્ત્રની બાજુએ, વિસ્ફોટક ન્યુક્લિયોસિંથેસિસ સમય સ્કેલ ફક્ત બીટા સડો અર્ધ-જીવનનો સરવાળો કરીને સેટ કરવામાં આવે છે, કારણ કે અન્ય પરમાણુ પ્રક્રિયાઓ માટેનો સમય સ્કેલ સરખામણીમાં નગણ્ય છે, જો કે વ્યવહારીક રીતે કહીએ તો આ સમય સ્કેલ સામાન્ય રીતે મુઠ્ઠીભર પ્રતીક્ષા બિંદુ ન્યુક્લિયર અર્ધ જીવનના સરવાળા દ્વારા પ્રભુત્વ ધરાવે છે. આર-પ્રક્રિયા ઝડપી ન્યુટ્રોન કેપ્ચર પ્રક્રિયા ન્યુટ્રોન ટપક રેખાની ખૂબ નજીક કામ કરે છે તેવું માનવામાં આવે છે, જોકે આર-પ્રક્રિયાનું એસ્ટ્રોફિઝિકલ સ્થળ, જ્યારે વ્યાપકપણે કોર-પતન સુપરનોવામાં થાય છે તેવું માનવામાં આવે છે, તે અજ્ઞાત છે. જ્યારે ન્યુટ્રોન ટપક રેખા પ્રાયોગિક રીતે ખૂબ જ નબળી રીતે નક્કી કરવામાં આવે છે, અને ચોક્કસ પ્રતિક્રિયા પ્રવાહ ચોક્કસપણે જાણી શકાયો નથી, ત્યારે વિવિધ મોડેલો આગાહી કરે છે કે આર-પ્રક્રિયા માર્ગ પરના કેન્દ્રકમાં આશરે 2 એમઇવીની બે-ન્યુટ્રોન વિભાજન ઊર્જા (એસ2એન) હોય છે. આ બિંદુથી આગળ, ટપક રેખાની નજીકમાં સ્થિરતા ઝડપથી ઘટતી હોવાનું માનવામાં આવે છે, જેમાં વધુ ન્યુટ્રોન કેપ્ચર પહેલાં બીટા સડો થાય છે. હકીકતમાં, અત્યંત ન્યુટ્રોન-સમૃદ્ધ દ્રવ્યનું પરમાણુ ભૌતિકશાસ્ત્ર એકદમ નવો વિષય છે, અને પહેલેથી જ 11Li જેવા વ્યુત્ક્રમ અને પ્રભામંડળ કેન્દ્રક ટાપુની શોધ તરફ દોરી ગયું છે, જે ખૂબ જ ફેલાયેલી ન્યુટ્રોન ત્વચા ધરાવે છે જે કુલ ત્રિજ્યા તરફ દોરી જાય છે જેની સરખામણી 208Pb સાથે કરી શકાય છે. આમ, ન્યુટ્રોન ટપક રેખા અને આર-પ્રક્રિયા સંશોધનમાં ખૂબ નજીકથી જોડાયેલા હોવા છતાં, તે એક અજ્ઞાત સીમા છે જે ભવિષ્યના સંશોધનની રાહ જોઈ રહી છે, સિદ્ધાંત અને પ્રયોગ બંનેમાંથી. આર. પી. પ્રક્રિયા એક્સ-રે વિસ્ફોટોમાં ઝડપી પ્રોટોન કેપ્ચર પ્રક્રિયા કેટલાક ફોટોડિસિંટેગ્રેશન વેઇટિંગ પોઇન્ટની નજીક સિવાય પ્રોટોન ટપક રેખા પર ચાલે છે. આમાં ન્યુક્લિયસ 21Mg, 30S, 34Ar, 38Ca, 56Ni, 60Zn, 64Ge, 68Se, 72Kr, 76Sr અને 80Zr નો સમાવેશ થાય છે. એક સ્પષ્ટ પરમાણુ માળખું પેટર્ન જે ઉભરી આવે છે તે જોડીનું મહત્વ છે, કારણ કે ઉપરના તમામ રાહ જોવાના બિંદુઓ પ્રોટોનની સમાન સંખ્યા સાથે ન્યુક્લિયસ પર હોય છે, અને 21 એમ. જી. સિવાયના તમામમાં પણ ન્યુટ્રોનની સમાન સંખ્યા હોય છે. જો કે, રાહ જોવાના બિંદુઓ એક્સ-રે બર્સ્ટ મોડેલની ધારણાઓ પર આધારિત હશે, જેમ કે ધાતુતા, વૃદ્ધિ દર અને હાઇડ્રોડાયનેમિક્સ, પરમાણુ અનિશ્ચિતતા સાથે, અને ઉપર જણાવ્યા મુજબ, રાહ જોવાના બિંદુની ચોક્કસ વ્યાખ્યા એક અભ્યાસથી બીજા અભ્યાસમાં સુસંગત ન પણ હોઈ શકે. અન્ય વિસ્ફોટક ન્યુક્લિયોસિંથેસિસ પ્રક્રિયાઓની તુલનામાં પરમાણુ અનિશ્ચિતતા હોવા છતાં, આર. પી.-પ્રક્રિયા પ્રાયોગિક રીતે ખૂબ જ સારી રીતે મર્યાદિત છે, કારણ કે, ઉદાહરણ તરીકે, ઉપરના તમામ વેઇટિંગ પોઇન્ટ ન્યુક્લિયસનું ઓછામાં ઓછું પ્રયોગશાળામાં અવલોકન કરવામાં આવ્યું છે. આમ પરમાણુ ભૌતિકશાસ્ત્રના ઇનપુટ્સ સાહિત્ય અથવા ડેટા સંકલનમાં મળી શકે છે તેમ, ન્યુક્લિયર એસ્ટ્રોફિઝિક્સ માટે કોમ્પ્યુટેશનલ ઇન્ફ્રાસ્ટ્રક્ચર વ્યક્તિને વિવિધ એક્સ-રે વિસ્ફોટ મોડેલો પર પ્રક્રિયા પછીની ગણતરીઓ કરવાની મંજૂરી આપે છે, અને પોતાના માટે રાહ જોવાના બિંદુ માટેના માપદંડને વ્યાખ્યાયિત કરે છે, તેમજ કોઈપણ પરમાણુ પરિમાણોમાં ફેરફાર કરે છે. જ્યારે એક્સ-રે વિસ્ફોટોમાં આરપી-પ્રક્રિયાને 64જીઈ વેઇટિંગ પોઇન્ટને બાયપાસ કરવામાં મુશ્કેલી પડી શકે છે, ચોક્કસપણે એક્સ-રે પલ્સર્સમાં જ્યાં આરપી-પ્રક્રિયા સ્થિર હોય છે, આલ્ફા સડો તરફની અસ્થિરતા એ દળ પર એ = 100 ની નજીક એક ઉચ્ચ મર્યાદા મૂકે છે જે સતત બર્નિંગ દ્વારા પહોંચી શકાય છે. ચોક્કસ મર્યાદા હાલમાં તપાસ હેઠળની બાબત છે; 104-109 તે આલ્ફા ક્ષયમાંથી પસાર થાય છે જ્યારે 103Sb પ્રોટોન-અનબાઉન્ડ છે. એ = 100 ની નજીકની મર્યાદા સુધી પહોંચે તે પહેલાં જ, પ્રોટોન ફ્લક્સ નોંધપાત્ર રીતે ઘટતો હોવાનું માનવામાં આવે છે અને આમ આર. પી.-પ્રક્રિયાને ધીમી કરે છે, તે પહેલાં ઓછો કેપ્ચર દર અને ટીન, એન્ટિમોની અને ટેલુરિયમના આઇસોટોપ્સ વચ્ચેના સંક્રમણનું ચક્ર વધુ પ્રોટોન કેપ્ચર પર તેને સંપૂર્ણપણે સમાપ્ત કરે છે. જો કે, એવું દર્શાવવામાં આવ્યું છે કે જો બર્નિંગ ઝોનમાં અગાઉની રાખને ઠંડક અથવા મિશ્રિત કરવાની ઘટનાઓ હોય, તો 126Xe જેટલી ભારે સામગ્રી બનાવી શકાય છે. ન્યુટ્રોન તારાઓ ન્યુટ્રોન તારાઓમાં, ન્યુટ્રોન ભારે ન્યુક્લિયસ જોવા મળે છે કારણ કે સાપેક્ષ ઇલેક્ટ્રોન ન્યુક્લિયસમાં પ્રવેશ કરે છે અને વ્યસ્ત બીટા સડો ઉત્પન્ન કરે છે, જેમાં ઇલેક્ટ્રોન ન્યુક્લિયસમાં પ્રોટોન સાથે જોડાઈને ન્યુટ્રોન અને ઇલેક્ટ્રોન-ન્યુટ્રિનો બનાવે છેઃઃ {| બોર્ડર = "0" |-શૈલી = "ઊંચાઈઃ 2em; | | + | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | આ બિંદુએ ન્યુક્લિયસમાં પ્રવેશતા કોઈપણ ઇલેક્ટ્રોન ન્યુટ્રોન બનાવશે, જે ન્યુક્લિયસમાંથી "ટપકશે". આ બિંદુએ આપણી પાસે છેઃ અને આ બિંદુથી સમીકરણ લાગુ પડે છે, જ્યાં pFn એ ન્યુટ્રોનનું ફર્મી વેગ છે. જેમ જેમ આપણે ન્યુટ્રોન તારામાં વધુ ઊંડાણમાં જઈએ છીએ તેમ તેમ મુક્ત ન્યુટ્રોનની ઘનતા વધે છે, અને જેમ જેમ વધતી ઘનતા સાથે ફર્મિ વેગ વધે છે, તેમ તેમ ફર્મિ ઊર્જા વધે છે, જેથી ઊર્જાનું સ્તર ટોચના સ્તર કરતા ઓછું ન્યુટ્રોન ટીપાં સુધી પહોંચે છે અને વધુને વધુ ન્યુટ્રોન ન્યુક્લીમાંથી બહાર નીકળે છે જેથી આપણે ન્યુટ્રોન પ્રવાહીમાં ન્યુક્લી મેળવી શકીએ. આખરે બધા ન્યુટ્રોન ન્યુક્લિયસમાંથી બહાર નીકળી જાય છે અને આપણે ન્યુટ્રોન તારાના ન્યુટ્રોન પ્રવાહીના આંતરિક ભાગમાં પહોંચી ગયા છીએ. જાણીતા મૂલ્યો ન્યુટ્રોન ટપક રેખા ન્યુટ્રોન ટપક રેખાના મૂલ્યો માત્ર પ્રથમ દસ તત્વો, હાઇડ્રોજનથી નિયોન માટે જાણીતા છે. ઓક્સિજન (Z = 8) માટે, બંધાયેલા ન્યુટ્રોનની મહત્તમ સંખ્યા 16 છે, જે 24O ને સૌથી ભારે કણ-બંધાયેલ ઓક્સિજન આઇસોટોપ બનાવે છે. નિયોન (Z = 10) માટે, સૌથી ભારે કણ-સ્થિર આઇસોટોપ 34Ne માં બંધાયેલા ન્યુટ્રોનની મહત્તમ સંખ્યા વધીને 24 થાય છે. ફ્લોરિન અને નિયોન માટે ન્યુટ્રોન ટપક રેખાનું સ્થાન 2017 માં ટપક રેખાથી તરત જ આઇસોટોપના બિન-નિરીક્ષણ દ્વારા નક્કી કરવામાં આવ્યું હતું. આ જ પ્રયોગમાં જાણવા મળ્યું કે આગામી તત્વ સોડિયમનું સૌથી ભારે બંધાયેલ આઇસોટોપ ઓછામાં ઓછું 39Na છે. વીસ વર્ષમાં ન્યુટ્રોન ટપક રેખા સાથે આ પ્રથમ નવી શોધ હતી. ન્યુટ્રોન ટપક રેખા કેલ્શિયમ પછી બીટા સ્થિરતાની રેખાથી 2.4 ના સરેરાશ ન્યુટ્રોન-થી-પ્રોટોન ગુણોત્તર સાથે અલગ થવાની ધારણા છે. તેથી, એવી આગાહી કરવામાં આવે છે કે ન્યુટ્રોન ટપક રેખા ઝિંક (જ્યાં ટપક રેખા N = 60 ની આસપાસ અંદાજિત છે) અથવા સંભવતઃ ઝિર્કોનિયમ (અંદાજિત N = 88) ની બહારના તત્વો માટે પહોંચની બહાર પડી જશે, કારણ કે કોઈ જાણીતી પ્રાયોગિક તકનીકો સૈદ્ધાંતિક રીતે ભારે તત્વોના ટપક રેખા આઇસોટોપ્સમાં પ્રોટોન અને ન્યુટ્રોનનું જરૂરી અસંતુલન બનાવવા માટે સક્ષમ નથી. ખરેખર, 49S, 52Cl અને 53Ar જેવા ન્યુટ્રોન-સમૃદ્ધ આઇસોટોપ કે જે ટપક રેખાથી બહાર આવેલા હોવાનું ગણવામાં આવ્યું હતું તે 2017-2019 માં બંધાયેલા હોવાનું નોંધવામાં આવ્યું છે, જે સૂચવે છે કે ન્યુટ્રોન ટપક રેખા બીટા-સ્થિરતા રેખાથી આગાહી કરતાં પણ વધુ દૂર હોઈ શકે છે. નીચેનું કોષ્ટક પ્રથમ દસ તત્વોના સૌથી ભારે કણ-બંધાયેલા આઇસોટોપની યાદી આપે છે. બધા હળવા આઇસોટોપ બંધાયેલા નથી હોતા. ઉદાહરણ તરીકે, 39Na બંધાયેલ છે, પરંતુ 38Na અનબાઉન્ડ છે. અન્ય એક ઉદાહરણ તરીકે, 6He અને 8He બંધાયેલા હોવા છતાં, 5He અને 7He નથી. પ્રોટોન ટપક રેખા પ્રોટોન ટપક રેખાનું સામાન્ય સ્થાન સારી રીતે સ્થાપિત છે. પૃથ્વી પર કુદરતી રીતે બનતા અને પ્રોટોનની વિષમ સંખ્યા ધરાવતા તમામ તત્વો માટે, શૂન્ય કરતા ઓછી પ્રોટોન વિભાજન ઊર્જા ધરાવતી ઓછામાં ઓછી એક પ્રજાતિ પ્રાયોગિક રીતે અવલોકન કરવામાં આવી છે. જર્મેનિયમ સુધી, પ્રોટોનની સમાન સંખ્યા ધરાવતા ઘણા ઘટકો માટે ટપક રેખાનું સ્થાન જાણીતું છે, પરંતુ તે બિંદુથી આગળનું કોઈ પણ મૂલ્યાંકન પરમાણુ ડેટામાં સૂચિબદ્ધ નથી. એવા કેટલાક અપવાદરૂપ કિસ્સાઓ છે કે જ્યાં, પરમાણુ જોડીને કારણે, ટપક રેખાની બહાર કેટલીક કણ-બંધાયેલી પ્રજાતિઓ છે, જેમ કે 8B અને 178Au. કોઈ એ પણ નોંધ કરી શકે છે કે જાદુઈ સંખ્યાઓની નજીક, ટપક રેખા ઓછી સમજી શકાય છે. પ્રોટોન ટપક રેખાની બહાર આવેલા પ્રથમ અનબાઉન્ડ ન્યુક્લિયસનું સંકલન નીચે આપવામાં આવ્યું છે, જેમાં નેશનલ ન્યુક્લિયર ડેટા સેન્ટરમાંથી લેવામાં આવેલા પ્રોટોન, ઝેડ અને અનુરૂપ આઇસોટોપની સંખ્યા છે. ન્યુક્લિડ્સનું વિસ્તૃત સામયિક કોષ્ટક પણ જુઓ કિરણોત્સર્ગી ક્ષય સંદર્ભો ન્યુક્લિયર ફિઝિક્સ ન્યુક્લિઓસિંથેસિસ ન્યુક્લિયન્સ કિરણોત્સર્ગી