< Previous | Contents | Next >
В ходе настоящей работы было проведено исследование ряда важных аспек- тов численного расчета астрофизического r-процесса. В разделе 2 исследова- лось влияние неопределенности выбора теоретических моделей ядерных масс и плотностей уровней при расчете скоростей реакций на конечный результат компьютерного расчета r-процесса. В качестве эталонного источника использо- валась библиотека скоростей астрофизических ядерных реакций REACLIB [6]. Скорости рассчитывались при помощи программы TALYS [8], полученные дан- ные передавались для расчета в симуляцию r-процесса, основанную на библио- теке моделирования нуклеосинтеза SkyNet [5].
По результатам расчетов установлено, что применение различных моделей реакций может приводить к расхождениям распределений концентраций изо- топов, наработанных в r-процессе, с эталонными данными вплоть до 50%. При этом величина отклонения зависит от изменения входных данных сильно нели- нейно, ее чрезвычайно сложно контролировать. Минимизировать величину по- грешности выбора модели возможно лишь за счет углубления наших знаний реакциях на нейтроноизбыточных ядрах.
Скорости астрофизических ядерных реакций являются необходимыми вход- ными данными расчета эволюции ядерных систем. Само компьютерное модели- рование так же является важным этапом исследования r-процесса. В разделе 3 данной работы был изучен ряд численных методов на предмет применимости к моделированию крупномасштабных механизмов нуклеосинтеза, вовлекающих тысячи изотопов. Из-за повышенной жесткости системы уравнений, задающей эволюцию вектора концентраций ядер, классические явные методы оказывают- ся неприменимы к этой задаче. Было установлено, что неявные методы, такие как неявная модификация схемы Эйлера и схема пакета MESA [21], слишком трудоемки, чтобы использовать их как часть программ глобальной симуляции звездной эволюции.
В связи с этим большой интерес представляют специализированные явные схемы, учитывающие особенности математической формулировки задачи и по- тому обладающие повышенной устойчивостью на ней. В таким методам отно- сятся специальная явная схема [19, 20] и метод QSS [17, 18], изначально разрабо- танные для задач химической кинетики, изученные и реализованные в рамках данной работы. Специальная явная схема из-за свойства неконсервативности оказалась неприменима к рассматриваемой задаче. Результаты метода QSS ока- зались более оптимистичными, хотя реализация этой схемы требует доработки и оптимизации. Наша работа над усовершенствованием основанной на методе QSS программы продолжается, планируется реализовать доработанный алго- ритм выбора шага интегрирования и контроль баланса концентраций.