P-nuclei
પી-ન્યુક્લિયસ (પી એટલે પ્રોટોન-સમૃદ્ધ) એ ચોક્કસ પ્રોટોન-સમૃદ્ધ, સેલેનિયમ અને પારાની વચ્ચેના કેટલાક તત્વોના કુદરતી રીતે બનતા આઇસોટોપ છે જે એસ-અથવા આર-પ્રક્રિયામાં ઉત્પન્ન કરી શકાતા નથી. વ્યાખ્યા બર્બિજ, બર્બિજ, ફોલ્લર અને હોયેલ (1957) અને એ. જી. ડબલ્યુ. કેમેરોન (1957) ની શાસ્ત્રીય, અભૂતપૂર્વ કૃતિઓએ દર્શાવ્યું હતું કે કેવી રીતે આયર્ન તત્વની બહાર કુદરતી રીતે બનતા મોટાભાગના ન્યુક્લિડ્સ બે પ્રકારની ન્યુટ્રોન કેપ્ચર પ્રક્રિયાઓ, એસ-અને આર-પ્રક્રિયામાં બનાવી શકાય છે. પ્રકૃતિમાં જોવા મળતા કેટલાક પ્રોટોન-સમૃદ્ધ ન્યુક્લિડ્સ આ પ્રક્રિયાઓમાં પહોંચી શકાતા નથી અને તેથી તેમને સંશ્લેષણ કરવા માટે ઓછામાં ઓછી એક વધારાની પ્રક્રિયા જરૂરી છે. આ ન્યુક્લીઓને પી-ન્યુક્લી કહેવામાં આવે છે. પી-ન્યુક્લિયસની વ્યાખ્યા એસ-અને આર-પ્રક્રિયાના વર્તમાન જ્ઞાન પર આધારિત હોવાથી (ન્યુક્લિયોસિંથેસિસ પણ જુઓ), 35 પી-ન્યુક્લિયસની મૂળ સૂચિમાં વર્ષો દરમિયાન ફેરફાર કરી શકાય છે, જે નીચે કોષ્ટકમાં દર્શાવેલ છે. ઉદાહરણ તરીકે, આજે એ સ્વીકારવામાં આવે છે કે 152Gd અને 164Er ની વિપુલતામાં એસ-પ્રક્રિયામાંથી ઓછામાં ઓછું મજબૂત યોગદાન છે. આ 113In અને 115Sn ને પણ લાગુ પડે તેવું લાગે છે, જે વધારાની રીતે થોડી માત્રામાં આર-પ્રક્રિયામાં બનાવી શકાય છે. કુદરતી ઘટના લાંબા સમય સુધી ટકી રહેલા રેડિયોન્યુક્લાઇડ 92Nb, 97Tc, 98Tc અને 146Sm શાસ્ત્રીય રીતે વ્યાખ્યાયિત પી-ન્યુક્લિયસમાં નથી કારણ કે તેઓ હવે પૃથ્વી પર કુદરતી રીતે જોવા મળતા નથી. ઉપરોક્ત વ્યાખ્યા અનુસાર, જોકે, તેઓ પી-ન્યુક્લિયસ પણ છે કારણ કે તેઓ એસ-અથવા આર-પ્રક્રિયામાં બનાવી શકાતા નથી. પૂર્વ-સૌર અનાજમાં તેમના સડો ઉત્પાદનોની શોધ પરથી એવું અનુમાન કરી શકાય છે કે સૌર નિહારિકામાં ઓછામાં ઓછા 92Nb અને 146Sm હાજર હતા. આ સૌરમંડળની રચના પહેલાં આ પી-ન્યુક્લિયસના છેલ્લા ઉત્પાદન પછીના સમયનો અંદાજ કાઢવાની સંભાવના પ્રદાન કરે છે. પી-ન્યુક્લિયસ ખૂબ જ દુર્લભ છે. તત્વના તે આઇસોટોપ જે પી-ન્યુક્લિયસ છે તે સામાન્ય રીતે સમાન તત્વના અન્ય આઇસોટોપ કરતાં દસથી એક હજારના પરિબળો દ્વારા ઓછા વિપુલ પ્રમાણમાં હોય છે. પી-ન્યુક્લિયસની વિપુલતા માત્ર ભૂ-રાસાયણિક તપાસમાં અને ઉલ્કાના પદાર્થો અને પૂર્વ-સૌર કણોનું વિશ્લેષણ કરીને નક્કી કરી શકાય છે. તેમને તારાકીય વર્ણપટમાં ઓળખી શકાતા નથી. તેથી, પી-વિપુલતાનું જ્ઞાન સૌર મંડળ સુધી મર્યાદિત છે અને તે અજ્ઞાત છે કે પી-ન્યુક્લિયસની સૌર વિપુલતા આકાશગંગા માટે લાક્ષણિક છે કે કેમ. પી-ન્યુક્લિયસની સૂચિ પી-ન્યુક્લિયસની ઉત્પત્તિ પી-ન્યુક્લિયસનું એસ્ટ્રોફિઝિકલ ઉત્પાદન હજુ સુધી સંપૂર્ણપણે સમજી શકાયું નથી. વર્તમાન કોમ્પ્યુટર સિમ્યુલેશન અનુસાર, કોર-પતન સુપરનોવામાં મનપસંદ γ-પ્રક્રિયા (નીચે જુઓ) તમામ પી-ન્યુક્લિયસનું પૂરતા પ્રમાણમાં ઉત્પાદન કરી શકતી નથી. આ જ કારણ છે કે વધારાની ઉત્પાદન પદ્ધતિઓ અને એસ્ટ્રોફિઝિકલ સાઇટ્સ તપાસ હેઠળ છે, જેમ કે નીચે દર્શાવેલ છે. એવી પણ કલ્પના કરી શકાય છે કે તમામ પી-ન્યુક્લિયસ માટે માત્ર એક જ પ્રક્રિયા જવાબદાર નથી પરંતુ સંખ્યાબંધ એસ્ટ્રોફિઝિકલ સાઇટ્સમાં વિવિધ પ્રક્રિયાઓ પી-ન્યુક્લિયસની ચોક્કસ શ્રેણીઓ ઉત્પન્ન કરે છે. પી-ન્યુક્લિયસ બનાવવાની સંબંધિત પ્રક્રિયાઓની શોધમાં, સામાન્ય રીત એ છે કે સંભવિત ઉત્પાદન પદ્ધતિઓ (પ્રક્રિયાઓ) ને ઓળખવી અને પછી વિવિધ એસ્ટ્રોફિઝિકલ સાઇટ્સમાં તેમની સંભવિત અનુભૂતિની તપાસ કરવી. આ જ તર્ક નીચેની ચર્ચામાં લાગુ કરવામાં આવ્યો છે. પી-ન્યુક્લિડ ઉત્પાદનની મૂળભૂત બાબતો સૈદ્ધાંતિક રીતે, પ્રોટોન-સમૃદ્ધ ન્યુક્લિડ ઉત્પન્ન કરવાની બે રીતો છેઃ ન્યુક્લિડમાં ક્રમિક રીતે પ્રોટોન ઉમેરીને (આ પ્રકારની પરમાણુ પ્રતિક્રિયાઓ છે (પી, γ)) અથવા ન્યુક્લિયસમાંથી ન્યુટ્રોનને દૂર કરીને પ્રકાર (γ, n) ના ફોટોડિસિંટેગ્રેશનના ક્રમ દ્વારા. એસ્ટ્રોફિઝિકલ વાતાવરણમાં આવતી પરિસ્થિતિઓમાં પ્રોટોન કેપ્ચર્સ દ્વારા પી-ન્યુક્લિયસ મેળવવું મુશ્કેલ છે કારણ કે ન્યુક્લિયસનો કુલમ્બ અવરોધ પ્રોટોનની વધતી સંખ્યા સાથે વધે છે. જ્યારે કુલમ્બ અવરોધ ઊંચો હોય ત્યારે પ્રોટોનને અણુ બીજકમાં સમાવિષ્ટ (કબજે) કરવા માટે વધુ ઊર્જાની જરૂર પડે છે. પ્રોટોનની ઉપલબ્ધ સરેરાશ ઊર્જા તારાઓની પ્લાઝ્માના તાપમાન દ્વારા નક્કી થાય છે. તાપમાનમાં વધારો, જોકે, (γ, p) ફોટોડિસિંટેગ્રેશનને પણ ઝડપી બનાવે છે જે (p, γ) કેપ્ચરનો પ્રતિકાર કરે છે. આને ટાળવાનો એકમાત્ર વિકલ્પ એ હશે કે ખૂબ મોટી સંખ્યામાં પ્રોટોન ઉપલબ્ધ હોય જેથી નીચા તાપમાને પણ પ્રતિ સેકન્ડ કેપ્ચરની અસરકારક સંખ્યા મોટી હોય. આત્યંતિક કિસ્સાઓમાં (નીચે ચર્ચા કર્યા મુજબ) આ અત્યંત ટૂંકા ગાળાના રેડિયોન્યુક્લાઇડ્સના સંશ્લેષણ તરફ દોરી જાય છે જે કેપ્ચર બંધ થયા પછી જ સ્થિર ન્યુક્લાઇડ્સમાં ક્ષીણ થાય છે. પી-ન્યુક્લિયસ માટે સંભવિત ઉત્પાદન પદ્ધતિઓની શોધમાં તારાકીય પ્લાઝ્માની તાપમાન અને પ્રોટોન ઘનતાના યોગ્ય સંયોજનોની શોધ કરવી પડશે. વધુ પરિમાણો પરમાણુ પ્રક્રિયાઓ માટે ઉપલબ્ધ સમય અને શરૂઆતમાં હાજર ન્યુક્લિડ્સ (બીજ કેન્દ્રક) ની સંખ્યા અને પ્રકાર છે. સંભવિત પ્રક્રિયાઓ પી-પ્રક્રિયા પી-પ્રક્રિયામાં એવું સૂચવવામાં આવે છે કે પી-ન્યુક્લિયસ સ્થિર ન્યુક્લાઇડ્સ પર કેટલાક પ્રોટોન કેપ્ચર્સ દ્વારા બનાવવામાં આવ્યા હતા. બીજ કેન્દ્રક એસ-અને આર-પ્રક્રિયામાંથી ઉદ્દભવે છે અને તારાઓના પ્લાઝ્મામાં પહેલેથી જ હાજર છે. ઉપર દર્શાવ્યા મુજબ, આવી પ્રક્રિયા દ્વારા તમામ પી-ન્યુક્લિયસને સમજાવવામાં ગંભીર મુશ્કેલીઓ છે, જો કે મૂળરૂપે આ બરાબર હાંસલ કરવા માટે સૂચવવામાં આવ્યું હતું. તે પછીથી દર્શાવવામાં આવ્યું હતું કે તારાઓ અથવા તારાઓના વિસ્ફોટોમાં જરૂરી પરિસ્થિતિઓ સુધી પહોંચી શકાતી નથી. તેના ઐતિહાસિક અર્થના આધારે, પી-પ્રક્રિયા શબ્દનો ઉપયોગ કેટલીકવાર પી-ન્યુક્લિયસનું સંશ્લેષણ કરતી કોઈપણ પ્રક્રિયા માટે થાય છે, ભલે તેમાં કોઈ પ્રોટોન કેપ્ચર સામેલ ન હોય, પરંતુ આ ઉપયોગને નિરુત્સાહિત કરવામાં આવે છે. γ-પ્રક્રિયા પી-ન્યુક્લિયસ એસ-પ્રક્રિયા અને આર-પ્રક્રિયા ન્યુક્લિયસના ફોટોડિસિંટેગ્રેશન દ્વારા પણ મેળવી શકાય છે. લગભગ 2-3 ગીગાકેલ્વિન (જી. કે.) તાપમાન પર અને થોડી સેકંડના ટૂંકા પ્રક્રિયાના સમય (આ માટે વિસ્ફોટક પ્રક્રિયાની જરૂર પડે છે) પહેલાથી અસ્તિત્વમાં રહેલા કેન્દ્રકનું ફોટોડિસિંટેગ્રેશન નાનું રહેશે, જે પી-કેન્દ્રકની જરૂરી નાની વિપુલતા પેદા કરવા માટે પૂરતું છે. આને γ-પ્રક્રિયા (ગામા પ્રક્રિયા) કહેવામાં આવે છે કારણ કે ફોટોડિસિંટેગ્રેશન પ્રકારો (γ, n), (γ, α) અને (γ, p) ની પરમાણુ પ્રતિક્રિયાઓ દ્વારા આગળ વધે છે, જે અત્યંત ઊર્જાસભર ફોટોન (ગામા કિરણો) દ્વારા થાય છે. ν-પ્રક્રિયા (nu પ્રક્રિયા) જો ન્યુટ્રિનોનો પૂરતો સઘન સ્રોત ઉપલબ્ધ હોય, તો પરમાણુ પ્રતિક્રિયાઓ સીધા ચોક્કસ ન્યુકલાઇડ્સનું ઉત્પાદન કરી શકે છે, ઉદાહરણ તરીકે કોર-પતન સુપરનોવામાં 7Li, 11B, 19F, 138La. ઝડપી પ્રોટોન કેપ્ચર પ્રક્રિયાઓ પી-પ્રક્રિયામાં પ્રોટોન સ્થિર અથવા નબળા કિરણોત્સર્ગી અણુ કેન્દ્રકમાં ઉમેરવામાં આવે છે. જો તારાઓના પ્લાઝ્મામાં પ્રોટોનની ઊંચી ઘનતા હોય, તો ટૂંકા ગાળાના રેડિયોન્યુક્લાઇડ્સ પણ બીટા સડો થાય તે પહેલાં એક અથવા વધુ પ્રોટોનને પકડી શકે છે. આ ઝડપથી ન્યુક્લિયોસિંથેસિસ પાથને સ્થિર ન્યુક્લિયસના પ્રદેશમાંથી ન્યુક્લાઇડ્સના ચાર્ટની ખૂબ જ પ્રોટોન-સમૃદ્ધ બાજુ તરફ ખસેડે છે. આને ઝડપી પ્રોટોન કેપ્ચર કહેવામાં આવે છે. અહીં, (પી, γ) પ્રતિક્રિયાઓની શ્રેણી ત્યાં સુધી આગળ વધે છે જ્યાં સુધી ન્યુક્લિયસનો બીટા સડો વધુ પ્રોટોન કેપ્ચર કરતાં ઝડપી ન હોય, અથવા પ્રોટોન ટપક રેખા સુધી પહોંચી ન જાય. જ્યાં સુધી ન્યુક્લિયસ ઉત્પન્ન ન થાય ત્યાં સુધી બંને કિસ્સાઓ એક અથવા અનેક ક્રમિક બીટા ક્ષય તરફ દોરી જાય છે જે બીટા ક્ષય થાય તે પહેલાં ફરીથી પ્રોટોનને પકડી શકે છે. પછી પ્રોટોન કેપ્ચર ક્રમ ચાલુ રહે છે. એક સેકન્ડની અંદર સૌથી હળવા કેન્દ્રકના પ્રદેશને 56Ni સુધી આવરી લેવાનું શક્ય છે કારણ કે પ્રોટોન કેપ્ચર અને બીટા ક્ષય બંને ઝડપી હોય છે. જો કે, 56Ni થી શરૂ કરીને, પ્રતિક્રિયા માર્ગમાં સંખ્યાબંધ રાહ જોવાના બિંદુઓનો સામનો કરવો પડે છે. આ ન્યુક્લિડ્સ છે જે બંને પ્રમાણમાં લાંબા અર્ધ-જીવન ધરાવે છે (પ્રક્રિયાના સમયગાળાની તુલનામાં) અને માત્ર ધીમે ધીમે અન્ય પ્રોટોન ઉમેરી શકે છે (એટલે કે, (પી, γ) પ્રતિક્રિયાઓ માટે તેમનો ક્રોસ સેક્શન નાનો છે). આવા પ્રતીક્ષા બિંદુઓના ઉદાહરણો છેઃ 56Ni, 60Zn, 64Ge, 68Se. પ્રતિક્રિયા માર્ગની વિગતવાર પરિસ્થિતિઓ અને સ્થાનના આધારે વધુ રાહ જોવાના બિંદુઓ મહત્વપૂર્ણ હોઈ શકે છે. આવા પ્રતીક્ષા બિંદુઓ માટે મિનિટોથી દિવસો સુધીનું અર્ધ-જીવન દર્શાવવું લાક્ષણિક છે. આમ, તેઓ પ્રતિક્રિયા ક્રમ ચાલુ રાખવા માટે જરૂરી સમયમાં નોંધપાત્ર વધારો કરે છે. જો આ ઝડપી પ્રોટોન કેપ્ચર માટે જરૂરી શરતો માત્ર ટૂંકા સમય માટે હાજર હોય (વિસ્ફોટક એસ્ટ્રોફિઝિકલ ઘટનાઓનો સમયનો ક્રમ સેકન્ડના ક્રમનો હોય), તો રાહ જોવાના બિંદુઓ ભારે ન્યુક્લિયસ પર પ્રતિક્રિયાઓના સાતત્યને મર્યાદિત કરે છે અથવા અવરોધે છે. પી-ન્યુક્લિયસ ઉત્પન્ન કરવા માટે, પ્રક્રિયાના માર્ગે ઇચ્છિત પી-ન્યુક્લિયસની જેમ સમાન દળ સંખ્યા (પરંતુ સામાન્ય રીતે વધુ પ્રોટોન ધરાવતા) ધરાવતા ન્યુક્લાઇડ્સને આવરી લેવા પડે છે. આ ન્યુક્લિડ્સ પછી ઝડપી પ્રોટોન કેપ્ચર બંધ થયા પછી બીટા ક્ષયના ક્રમ દ્વારા પી-ન્યુક્લિયસમાં રૂપાંતરિત થાય છે. મુખ્ય શ્રેણીના ઝડપી પ્રોટોન કેપ્ચરની ભિન્નતાઓ rp-, pn-, અને νp-પ્રક્રિયાઓ છે, જે નીચે ટૂંકમાં દર્શાવવામાં આવશે. આર. પી. પ્રક્રિયા કહેવાતી આર. પી. પ્રક્રિયા (આર. પી. ઝડપી પ્રોટોન કેપ્ચર માટે છે) એ ઉપર વર્ણવેલ ઝડપી પ્રોટોન કેપ્ચર પ્રક્રિયાનું સૌથી શુદ્ધ સ્વરૂપ છે. પ્રોટોન/સે. મી. 3 કરતા વધુની પ્રોટોન ઘનતા અને આસપાસના તાપમાન પર, પ્રતિક્રિયા માર્ગ પ્રોટોન ટપક રેખાની નજીક હોય છે. પ્રતીક્ષા બિંદુઓને જોડી શકાય છે જો પ્રક્રિયાનો સમય 10-600 s હોય. પ્રતીક્ષા બિંદુ ન્યુક્લાઇડ્સ વધુ વિપુલતા સાથે ઉત્પન્ન થાય છે જ્યારે દરેક પ્રતીક્ષા બિંદુની "પાછળ" ન્યુક્લિયસનું ઉત્પાદન વધુને વધુ દબાવી દેવામાં આવે છે. એક નિશ્ચિત અંતિમ બિંદુ 104Te ની નજીક પહોંચે છે કારણ કે પ્રતિક્રિયા માર્ગ ન્યુક્લિડ્સના પ્રદેશમાં જાય છે જે પ્રાધાન્યમાં આલ્ફા સડો દ્વારા ક્ષીણ થાય છે અને આમ માર્ગને પોતાની તરફ પાછો ફરે છે. તેથી, આર. પી.-પ્રક્રિયા માત્ર 104 કરતા ઓછી અથવા તેની બરાબર દળ સંખ્યાઓ સાથે પી-ન્યુક્લિયસનું ઉત્પાદન કરી શકશે. પી. એન. પ્રક્રિયા ઝડપી પ્રોટોન કેપ્ચર પ્રક્રિયાઓમાં પ્રતીક્ષા બિંદુઓને (એન, પી) પ્રતિક્રિયાઓ દ્વારા ટાળી શકાય છે જે પ્રોટોન કેપ્ચર કરતા અથવા પ્રતીક્ષા બિંદુઓના કેન્દ્રકના બીટા ક્ષય કરતાં વધુ ઝડપી હોય છે. આના પરિણામે ભારે ઘટકો બનાવવા માટે જરૂરી સમયમાં નોંધપાત્ર ઘટાડો થાય છે અને સેકન્ડોમાં કાર્યક્ષમ ઉત્પાદનની મંજૂરી મળે છે. જોકે, આ માટે મુક્ત ન્યુટ્રોનના (નાના) પુરવઠાની જરૂર પડે છે, જે સામાન્ય રીતે આવા પ્રોટોન-સમૃદ્ધ પ્લાઝમામાં હાજર હોતા નથી. તેમને મેળવવાની એક રીત એ છે કે ઝડપી પ્રોટોન કબજે કરતી વખતે એક સાથે થતી અન્ય પ્રતિક્રિયાઓ દ્વારા તેમને મુક્ત કરવું. આને ન્યુટ્રોન-સમૃદ્ધ ઝડપી પ્રોટોન કેપ્ચર અથવા પીએન-પ્રક્રિયા કહેવામાં આવે છે. νp-પ્રક્રિયા પ્રોટોન-સમૃદ્ધ વાતાવરણમાં પ્રવેગક (n, p) પ્રતિક્રિયાઓ માટે જરૂરી ન્યુટ્રોન મેળવવાની બીજી શક્યતા એ છે કે પ્રોટોન () પર એન્ટિ-ન્યુટ્રિનો કેપ્ચરનો ઉપયોગ કરવો, પ્રોટોન અને એન્ટિ-ન્યુટ્રિનોને પોઝિટ્રોન અને ન્યુટ્રોનમાં ફેરવવો. (એન્ટિ-) ન્યુટ્રિનો પ્રોટોન સાથે ખૂબ જ નબળી રીતે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે, તેથી એન્ટિ-ન્યુટ્રિનોના ઉચ્ચ પ્રવાહને ઉચ્ચ પ્રોટોન ઘનતા ધરાવતા પ્લાઝ્મા પર કાર્ય કરવું પડે છે. આને-પ્રક્રિયા (ન્યુ પી પ્રક્રિયા) કહેવામાં આવે છે. સંભવિત સંશ્લેષણ સ્થળો કોર-પતન સુપરનોવા વિશાળ તારાઓ કોર-પતન સુપરનોવામાં તેમના જીવનનો અંત લાવે છે. આવા સુપરનોવામાં, વિસ્ફોટનો આંચકો તારાના કેન્દ્રમાંથી તેના બાહ્ય સ્તરોમાંથી પસાર થાય છે અને તેને બહાર કાઢે છે. જ્યારે શૉકફ્રન્ટ તારાના O/Ne-શેલ સુધી પહોંચે છે (તારાકીય ઉત્ક્રાંતિ પણ જુઓ), ત્યારે-પ્રક્રિયા માટેની શરતો 1 થી 2 સેકન્ડ સુધી પહોંચે છે. જો કે મોટાભાગના p-ન્યુક્લિયસ આ રીતે બનાવી શકાય છે, p-ન્યુક્લિયસના કેટલાક સમૂહ પ્રદેશો મોડેલ ગણતરીમાં સમસ્યારૂપ બને છે. તે દાયકાઓથી જાણીતું છે કે સામૂહિક સંખ્યાઓ સાથે પી-ન્યુક્લિયસનું ઉત્પાદન-પ્રક્રિયામાં કરી શકાતું નથી. આધુનિક સિમ્યુલેશન પણ શ્રેણીમાં સમસ્યાઓ દર્શાવે છે. પી-ન્યુક્લિયસ 138એલએ-પ્રક્રિયામાં ઉત્પન્ન થતું નથી પરંતુ તેને-પ્રક્રિયામાં બનાવી શકાય છે. આવા કોર-પતન સુપરનોવાના કેન્દ્રમાં ગરમ ન્યુટ્રોન તારો બનાવવામાં આવે છે અને તે ઉચ્ચ તીવ્રતા સાથે ન્યુટ્રિનોને ફેલાવે છે. ન્યુટ્રિનો વિસ્ફોટ કરતા તારાના બાહ્ય સ્તરો સાથે પણ ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે અને પરમાણુ પ્રતિક્રિયાઓનું કારણ બને છે જે અન્ય કેન્દ્રક વચ્ચે 138La બનાવે છે. 180mTa પણ આ પ્રક્રિયામાંથી યોગદાન મેળવી શકે છે. અન્ય પ્રક્રિયા દ્વારા તારાના બાહ્ય સ્તરોમાં γ-પ્રક્રિયાને પૂરક બનાવવાનું સૂચન કરવામાં આવ્યું હતું, જે તારાના સૌથી ઊંડા સ્તરોમાં ન્યુટ્રોન તારાની નજીક થાય છે, પરંતુ હજુ પણ ન્યુટ્રોન તારાની સપાટી પર પડવાને બદલે બહાર નીકળે છે. રચના કરતા ન્યુટ્રોન તારામાંથી ન્યુટ્રિનોના શરૂઆતમાં ઊંચા પ્રવાહને કારણે, આ સ્તરો પ્રતિક્રિયા દ્વારા અત્યંત પ્રોટોન સમૃદ્ધ બને છે. જો કે એન્ટી-ન્યુટ્રિનો ફ્લક્સ શરૂઆતમાં નબળો હોય છે, તેમ છતાં, પ્રોટોનની મોટી સંખ્યાને કારણે થોડા ન્યુટ્રોન બનાવવામાં આવશે. આ આ ઊંડા સ્તરોમાં-પ્રક્રિયાને મંજૂરી આપે છે. વિસ્ફોટના ટૂંકા સમયગાળાને કારણે અને ભારે ન્યુક્લિયસના ઉચ્ચ કૂલમ્બ અવરોધને કારણે, આવી νp-પ્રક્રિયા સંભવતઃ માત્ર સૌથી હળવા p-ન્યુક્લિયસનું ઉત્પાદન કરી શકે છે. કયા ન્યુક્લિયસ બનાવવામાં આવે છે અને તેમાંથી કેટલું સિમ્યુલેશનમાં ઘણી વિગતો પર અને કોર-પતન સુપરનોવાની વાસ્તવિક વિસ્ફોટ પદ્ધતિ પર પણ સંવેદનશીલ રીતે આધાર રાખે છે, જે હજુ પણ સંપૂર્ણપણે સમજી શકાયું નથી. થર્મોન્યુક્લિયર સુપરનોવા એ દ્વિસંગી તારામંડળમાં સફેદ દ્વાર્ફનો વિસ્ફોટ છે, જે સફેદ દ્વાર્ફની સપાટી પર એક સાથી તારામાંથી દ્રવ્યમાં થર્મોન્યુક્લિયર પ્રતિક્રિયાઓ દ્વારા પેદા થાય છે. સંવર્ધિત પદાર્થ હાઇડ્રોજન (પ્રોટોન) અને હિલીયમ (α કણો) થી સમૃદ્ધ છે અને પરમાણુ પ્રતિક્રિયાઓને મંજૂરી આપવા માટે પૂરતા ગરમ બને છે. સાહિત્યમાં આવા વિસ્ફોટો માટેના સંખ્યાબંધ નમૂનાઓની ચર્ચા કરવામાં આવી છે, જેમાંથી બે પી-ન્યુક્લિયસના ઉત્પાદનની સંભાવના અંગે શોધવામાં આવ્યા હતા. આમાંથી કોઈ પણ વિસ્ફોટ ન્યુટ્રિનો છોડતો નથી, તેથી ν-અને νp-પ્રક્રિયાને અશક્ય બનાવે છે. આર. પી.-પ્રક્રિયા માટે જરૂરી શરતો પણ પ્રાપ્ત થતી નથી. આવા સુપરનોવામાં પી-ન્યુક્લિયસના સંભવિત ઉત્પાદનની વિગતો સાથી તારા (પછીની તમામ પ્રક્રિયાઓ માટે બીજ ન્યુક્લિયસ) માંથી ઉપાર્જિત દ્રવ્યની રચના પર સંવેદનશીલ રીતે આધાર રાખે છે. આ તારામાંથી તારામાં નોંધપાત્ર રીતે બદલાઈ શકે છે, તેથી થર્મોન્યુક્લિયર સુપરનોવામાં પી-ઉત્પાદનના તમામ નિવેદનો અને નમૂનાઓ મોટી અનિશ્ચિતતા માટે સંવેદનશીલ હોય છે. પ્રકાર આઇએ સુપરનોવા થર્મોન્યુક્લિયર સુપરનોવાનું સર્વસંમતિ મોડેલ એવું માને છે કે સફેદ દ્વાર્ફ દ્રવ્યના સંચય દ્વારા ચંદ્રશેખર મર્યાદાને ઓળંગી ગયા પછી વિસ્ફોટ કરે છે કારણ કે સંકોચન અને ગરમી વિસ્ફોટક કાર્બન બર્નિંગને ડીજનરેટ પરિસ્થિતિઓમાં પ્રજ્વલિત કરે છે. ન્યુક્લિયર બર્નિંગ ફ્રન્ટ અંદરથી સફેદ દ્વાર્ફમાંથી પસાર થાય છે અને તેને ફાડી નાખે છે. પછી સફેદ દ્વાર્ફની સપાટીની નજીકથી સૌથી બાહ્ય સ્તરો (દ્રવ્યના 0.05 સૌર દળો ધરાવતા) γ-પ્રક્રિયા માટે યોગ્ય પરિસ્થિતિઓ દર્શાવે છે. પી-ન્યુક્લિયસ કોર-પતન સુપરનોવામાં γ-પ્રક્રિયાની જેમ જ બનાવવામાં આવે છે અને તે જ મુશ્કેલીઓનો પણ સામનો કરવો પડે છે. વધુમાં, 138 એલએ અને 180 એમટીએનું ઉત્પાદન થતું નથી. વધેલી એસ-પ્રક્રિયાની વિપુલતાને ધારીને બિયારણની વિપુલતામાં ફેરફાર માત્ર ઉપર આપેલા પરમાણુ સમૂહ શ્રેણીઓમાં સંબંધિત ઓછા ઉત્પાદનની સમસ્યાઓનો ઉપચાર કર્યા વિના પરિણામી પી-ન્યુક્લિયસની વિપુલતાને માપે છે. સબ-ચંદ્રશેખર સુપરનોવા પ્રકાર આઇએ સુપરનોવાના પેટા વર્ગમાં, કહેવાતા સબ-ચંદ્રશેખર સુપરનોવા, સફેદ દ્વાર્ફ તે ચંદ્રશેખર મર્યાદા સુધી પહોંચે તે પહેલાં જ વિસ્ફોટ કરી શકે છે કારણ કે સંવર્ધિત દ્રવ્યમાં પરમાણુ પ્રતિક્રિયાઓ સફેદ દ્વાર્ફને તેના સંચય તબક્કા દરમિયાન પહેલેથી જ ગરમ કરી શકે છે અને વિસ્ફોટક કાર્બનને અકાળે સળગાવવાનું કારણ બની શકે છે. હિલીયમથી સમૃદ્ધ વૃદ્ધિ આ પ્રકારના વિસ્ફોટની તરફેણ કરે છે. હિલીયમ બર્નિંગ સંવર્ધિત હિલીયમ સ્તરના તળિયે અધોગતિથી સળગે છે અને બે શૉકફ્રન્ટનું કારણ બને છે. જે અંદરની તરફ દોડે છે તે કાર્બન વિસ્ફોટને પ્રજ્વલિત કરે છે. બહારની તરફ ફરતો આગળનો ભાગ સફેદ દ્વાર્ફના બાહ્ય સ્તરોને ગરમ કરે છે અને તેમને બહાર કાઢે છે. ફરીથી, આ બાહ્ય સ્તરો 2-3 GK ના તાપમાને γ-પ્રક્રિયાની જગ્યા છે. જો કે, α કણો (હિલીયમ ન્યુક્લિયસ) ની હાજરીને કારણે, વધારાની પરમાણુ પ્રતિક્રિયાઓ શક્ય બને છે. તેમાં 18O (α, n) 21Ne, 22Ne (α, n) 25Mg, અને 26Mg (α, n) 29Si જેવા મોટી સંખ્યામાં ન્યુટ્રોન છોડે છે. આ બાહ્ય સ્તરોના તે ભાગમાં પી. એન.-પ્રક્રિયાને મંજૂરી આપે છે જે 3 જી. કે. થી વધુ તાપમાનનો અનુભવ કરે છે. તે હળવા પી-ન્યુક્લિયસ જે γ-પ્રક્રિયામાં ઓછું ઉત્પન્ન થાય છે તે પીએન-પ્રક્રિયામાં એટલી અસરકારક રીતે બનાવી શકાય છે કે તેઓ અન્ય પી-ન્યુક્લિયસની તુલનામાં ઘણી મોટી વિપુલતા પણ દર્શાવે છે. અવલોકન કરાયેલ સૌર સાપેક્ષ વિપુલતા મેળવવા માટે, મજબૂત રીતે ઉન્નત એસ-પ્રક્રિયા બીજ (100-1000 અથવા વધુના પરિબળો દ્વારા) ધારવું પડશે જે γ-પ્રક્રિયામાંથી ભારે પી-ન્યુક્લિયસની ઉપજમાં વધારો કરે છે. દ્વિસંગી તારામંડળમાં ન્યુટ્રોન તારા દ્વિસંગી તારામંડળમાં એક ન્યુટ્રોન તારામંડળ પણ તેની સપાટી પરના સાથી તારામંડળમાંથી દ્રવ્ય એકત્ર કરી શકે છે. સંયુક્ત હાઇડ્રોજન અને હિલીયમ બર્નિંગ ત્યારે પ્રજ્વલિત થાય છે જ્યારે ડીજનરેટ દ્રવ્યનું વધારેલું સ્તર ઘનતા અને તાપમાન કરતાં વધી જાય છે. આ થર્મોન્યુક્લિયર બર્નિંગ તરફ દોરી જાય છે જે સબ-ચંદ્રશેખર સુપરનોવાના બહારની તરફ ફરતા શૉકફ્રન્ટમાં થાય છે તેની સરખામણીમાં થાય છે. ન્યુટ્રોન તારો પોતે વિસ્ફોટથી પ્રભાવિત થતો નથી અને તેથી સંવર્ધિત સ્તરમાં પરમાણુ પ્રતિક્રિયાઓ વિસ્ફોટ કરતાં વધુ સમય સુધી આગળ વધી શકે છે. આ આરપી-પ્રક્રિયા સ્થાપિત કરવાની મંજૂરી આપે છે. તે ત્યાં સુધી ચાલુ રહેશે જ્યાં સુધી ક્યાં તો તમામ મુક્ત પ્રોટોનનો ઉપયોગ કરવામાં ન આવે અથવા તાપમાનમાં વધારાને કારણે સળગતું સ્તર વિસ્તર્યું હોય અને તેની ઘનતા પરમાણુ પ્રતિક્રિયાઓ માટે જરૂરી કરતાં ઓછી ન થાય. એવું દર્શાવવામાં આવ્યું હતું કે આકાશગંગામાં એક્સ-રે વિસ્ફોટોના ગુણધર્મોને વધતા ન્યુટ્રોન તારાઓની સપાટી પર આરપી-પ્રક્રિયા દ્વારા સમજાવી શકાય છે. તે અસ્પષ્ટ છે, તેમ છતાં, શું દ્રવ્ય (અને જો, કેટલું દ્રવ્ય) બહાર નીકળી શકે છે અને ન્યુટ્રોન તારાના ગુરુત્વાકર્ષણીય ક્ષેત્રમાંથી છટકી શકે છે. જો આ કિસ્સો હોય તો જ આવી વસ્તુઓને પી-ન્યુક્લિયસના સંભવિત સ્રોતો તરીકે ગણી શકાય. જો આની પુષ્ટિ કરવામાં આવે તો પણ, આર. પી.-પ્રક્રિયાનો દર્શાવેલ અંતિમ બિંદુ ઉત્પાદનને પ્રકાશ પી-ન્યુક્લિયસ (જે કોર-પતન સુપરનોવામાં ઓછું ઉત્પન્ન થાય છે) સુધી મર્યાદિત કરે છે. આ પણ જુઓ ભૌતિકશાસ્ત્રમાં વણઉકેલાયેલી સમસ્યાઓની યાદી સંદર્ભો પરમાણુ ભૌતિકશાસ્ત્ર એસ્ટ્રોફિઝિક્સ ન્યુક્લિયોસિંથેસિસ સુપરનોવા