恆星衰變 (剪貼)
右上圖表示 :
3氦過程是3個氦原子核（α粒子）轉換成碳原子核的過程。
碳聚變
碳聚變過程是一種核融合反應，在氦的聚變停止後，碳聚變開始。
當氦聚變時，恆星建立起一個富含碳和氧的惰性核心，一但氦的密度降低至無法繼續聚變的水平時，核心便會因為重力而塌縮。
體積的縮小造成核心的溫度和壓力上昇至碳聚變的臨界溫度，這會使圍繞著核心周圍的溫度上昇，使氦在鄰接核心的殼層內繼續聚變。
於是恆星的體積增加，膨脹成為紅超巨星。
當碳聚變時，產物（氧、鎂、氖）堆積成新的惰性核。
在一段時間之後（或許∼一千年）碳的相對丰度將會降低至不能持續的程度，於是核心溫度開始下降並再次收縮。
收縮會加熱核心使得氖開始聚變反應。圍繞著核心的碳殼層也會繼續聚變，而在更外面還有氦殼層和氫殼層在聚變。
在這個階段點上，質量在4-8倍太陽質量的恆星，變得不穩定並以巨大的恆星風將外面的殼層拋出，
留下的就是以氧-鎂-氖核心的白矮星。質量更大的恆星將繼續氖融合，
但是從此刻起的演變是很快的，外殼通常來不及反應出變化。
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氖燃燒過程
氖燃燒過程是大質量恆星內進行的核融合反應，因為氖燃燒需要高溫和高密度，在如此的高溫下，
光致蛻變成為很重要的作用，有一些氖核會分解，釋放出α粒子：
這些α粒子可以被回收產生鎂-24：
或者，二選一的：20Ne +
n
→ 21Ne +
γ
21Ne + 4He
→
此處，在第一階段消耗的中子，在第二階段又再重生了。
碳燃燒過程會將核心所有的碳幾乎都耗盡，產生氧/氖/鎂的核心。
核心冷卻會造成重力的再壓縮，使密度增加和溫度上昇達到氖燃燒的燃點。
當氖燃燒時，氖會被耗盡使核心只有氧和鎂堆積著。
在氖被耗盡的數年之後，核心逐步降溫、已趨於平靜，接著重力將再度擠壓核心，使密度和溫度上昇直到氧融合被啟動。
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氧燃燒過程
氧燃燒過程是發生在大質量恆星內的核融合反應，使氧成為更重的元素，
它需要1.5×109
K的高溫和
在氖燃燒，惰性的氧－鎂核心已經在恆星中心形成，當氖燃燒結束後，
核心會收縮並持續加熱至氧燃燒所需要的溫度和密度。
大約6個月至1年的時間核心的氧就會耗盡，堆積出有豐富矽含量的核心。
一旦氧被耗盡，這個核心會因為熱度不夠而呈現惰性，核心開始降溫並觸發再次收縮。
收縮會使核心的溫度上昇，直到達到矽燃燒的燃點。向外，仍有氧燃燒的殼層，再往外是氖的殼層、碳殼、氦殼和氫殼。
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矽燃燒過程
矽燃燒過程在天體物理的核融合反應序列中是非常短暫的過程，它發生在質量至少是8-11太陽質量的恆星。
對恆星而言，矽燃燒是大質量恆星長期以來以核融合供應能量的最後階段，是燃料耗盡的生命終點。
它之前的幾個階段是氫、氦、碳、氖、和氧燃燒過程。
當重力收縮使恆星的核心溫度升高到27至35億K的高溫時，確實的溫度依據恆星的質量來決定，矽燃燒便開始了。
當一顆恆星完成了矽燃燒階段之後，已經不再有燃料可供融合。恆星將發生災難式的坍塌，並且可能會爆炸成被稱為II型的超新星。
核融合序列和α過程
一顆恆星完成氧燃燒過程後，它核心的主要成分是矽和硫。
如果它有足夠的質量，它將會進一步的收縮，直到核心達到27至35億K（230-300電子伏特）。
在這樣的溫度，矽和其它的元素可以光致蛻變，發射出一顆質子或是α粒子。
矽燃燒引起的氦核作用會將α粒子，添加進原子核內創造出新的元素；
按以下的順序進行每個步驟：
矽–28
→
硫–32
→
氬–36
→
鈣–40
→
鈦–44
→
鉻–48
→
鐵–52
→
鎳–56
整個矽燃燒的序列大約只持續了一天，當鎳-56產生時就停止了。
這顆恆星不再經由核融合釋放出能量，因為具有56個核子的原子核中的每個核子（不分質子和中子）
在所有元素中具有最低的質量。雖然鐵-58和鎳-62的每個核子比鐵-56具有稍高的束縛能，
但在α過程的下一步是鋅-60，每個核子的質量以有微量的增加，因此在熱力學上是不利的。
鎳-56的半衰期為6.02天，以β+衰變成為鈷-56，再以77.3天的半衰期蛻變成為鐵-56，
但是在大質量恆星的核心內只有幾分鐘的時間可以讓鎳進行衰變。
恆星已經耗盡核燃料，並且在幾分鐘內就開始收縮。重力收縮的位能會將核心加熱至
雖然這會阻止和延遲收縮，然而因為沒有額外的熱能通過新的核融合生成，收縮迅速的加快只維持幾秒鐘就坍塌了。
恆星核心的部分不是被擠壓成為中子星，就是因為質量夠大而成為黑洞。
恆星的外層被吹散，爆炸成為II型超新星，可以閃耀幾天到幾個月。
超新星爆炸釋放和噴發出大量的中子，其中大約有半數在一秒鐘內通過稱為r-過程（此處的R代表快速中子捕獲）形成比鐵更重的元素。
結合能（束縛能）
各種元素的結合能，結合能經由兩種不同的途徑增加：它是從核心中移除核子所必須的能量。
當一個核子被加入核心時所釋放出來的能量。
當核子被加入像氫這樣的輕元素時，能釋放出極大的能量（結合能增加很多）－核融合的過程。
反過來，當核子被從像鈾這樣的重元素移出時，會釋放出能量－核分裂的過程。
在恆星，快速的核合成過程添加氦原子核（α粒子）形成較重的原子核。
雖然核子數58和62有最低的結合能，
但4個核子的加入導致鎳-56產生的下一個元素
－鋅-60－
時，實際上是消耗能量而不是釋放能量。
由於核子數為58和62的原子核有著最大的束縛能，導致加入4個核子進入鎳56產生下一個元素鋅60時，
實際上是消耗能量而不是釋放能量。因此鎳56是大質量恆星以核融合能產生的最後一種元素。
因此，鎳-56是大質量恆星進行核融合反應的最後產物。鎳-56的衰變解釋了在金屬隕石和岩石行星的核心中有大量的鐵-56。
R-過程
富含中子的原子核進行快中子捕獲的核合成過程。
R-過程，或稱為快中子捕獲過程，是在核心發生塌縮的超新星中創造富含中子且比鐵重的元素的程序，並創造了大約一半的數量。
R-過程需要以鐵為種核進行連續的快中子捕獲，或是短程的R-過程。
另一種居主導地位產生重元素的機制為S-過程，也就是通過慢中子捕獲進行核合成，主要發生在AGB星，
而這兩種過程在產生比鐵重的元素的星系化學演化中佔了很重的分量。
核子物理
緊接在核塌縮超新星之後，有高溫和一股強大的中子通量，
因此中子捕獲不僅進行的速率遠比β衰變為快，並且穩定；
這意味著r-過程
"沿著"中子滴線進行。
只有兩件事情可以阻止這個過程超越中子滴線，一是著名的中子捕獲截面積因為中子殼層關閉而減小；
另一則是重元素的的同位素穩定區域，當這樣的核變得不穩定時，便會自發性的產生分裂，使r-過程終止。
在中子通量減少之後，這些極度不穩定的放射性元素迅速的形成穩定、中子豐富的原子核。
所以，當s-過程創造穩定的原子核和封閉中子殼層時，
r-過程創造的核子豐頂大約比s-過程的峰頂低10個原子質量單位，
r-過程的核子衰變會退回而穩定在核種圖上原子數接近A的線。
週期表顯示宇宙源起源的每個元素。
比鐵重的元素通常起源於超新星爆炸，由超新星爆炸產生的中子進行r-過程產生。
天文物理的場所
r-過程進行的場所相信是在核塌縮超新星，因為能提供r-過程需要的物理條件。
無論如何，r-過程核子的豐度不是只有一小部分的超新星拋出r-過程的核子至星際物質中，
就是所有的超新星都只拋出極少量的r-過程核子。
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S-過程
S-過程，或稱為慢中子捕獲過程，是發生在相對來說中子密度較低和溫度中等條件下的恆星進行核合成過程。
在這樣的條件下，原子的核心進行中子捕獲的速率相較之下就低於β負衰變。
穩定的同位素捕獲中子；但是放射性同位素在另一次中子捕獲前就先衰變成為穩定的子核，
這樣經由β穩定的過程，使同位素沿著同位素列表的槽線移動。
S-過程大約創造了另一半比鐵重的元素，因此在星系化學演化中扮演著很重要的角色。
S-過程與更快速的r-過程中子捕獲不同的是它的低速率。
歷史
S-過程似乎必須從重元素的同位素相對豐度，
和在1956年由Hans
Suess和Harold
Urey重新印製的化學元素豐度表來觀察，尤其是鍶、鋇、和鉛這三種元素豐度的峰值。
根據量子力學和殼層模型，這三種是特別穩定的核子，行為很像惰性氣體，在化學上是無活性的。
這暗示了有些含量豐富的核子必須經由慢中子捕獲來創造，並且也只能估算哪些核子可以經歷這樣的過程。
回顧1957年，即有一篇現稱為B
但是，直到1961年才有計算的模型指出，無論在任何時間要創造出比鐵重的元素，都要以鐵為種核。
恆星中的S-過程
S-過程被認為能發生在大部分的漸近巨星分支恆星；
相對的，R-過程被認為發生在超新星爆炸環境的最初幾秒鐘內，而S-過程在這樣的環境下可以持續進行數千年。
S-過程在同位素圖上使質量數的增加，根本上取決於恆星能產生的中子數量，
以及起初開始時鐵元素在恆星內豐度的分布。鐵是系列的中子捕獲或是β負衰變合成新元素的原始材料（或是種子）。
主要的中子源反應如下：
S-過程在Ag到Sb的範圍內的行為。
主要的和微弱的S-過程有一個明顯的區別。主要的成分導致低金屬量恆星的Sr和Y，成為Pb，
主要成分發生的場所在低質量的漸近巨星分支恆星。
一篇發表在Science雜誌上的簡短而精彩的文章，討論和說明了兩顆在AGB階段的中子源如何經營之間複雜的脈動週期。
在另一方面，S-過程弱的成分，綜合了由鐵的族群成為Sr和Y，並且發生的場所在氦和碳燃燒結束階段的大質量恆星。
這些恆將成為超新星，並將這些同位素擴散致星際空間內。
S-過程經常使用數學上所謂的局部近似來處理，建立在恆星內的中子流量是常數的假設下，
先假設一個元素自然豐度的理論模型，所以豐度的比率與產生不同的同位素中子捕獲截面積比率是相反的。
這種局部近似－如同名稱所顯示的－只是局部的有效，意為著多數的同味素有著相同的原子量。
因為期待的S-過程發生在相對於低中子的通量，這種過程不能產生如釷或鈾這樣重的放射性同位素。
S-過程週期終止於：
209Bi + n0
→ 210Bi +
γ
210Bi
→ 210Po +
β-
210Po
→ 206Pb +
α
鉛-206接著捕獲3個中子，產生Pb-209，然後由β負衰變成為鉍，重複這個循環。
參考資料 :維基百科