Den raske nøytronfangstprosessen eller R-prosessen er et sett av reaksjoner innen kjernefysisk astrofysikk som er ansvarlige for dannelsen ( nukleosyntesen ) av omtrent halvparten av atomkjernene som er tyngre enn jern .
Denne prosessen involverer en rekke raske nøytronfangster (derav navnet) av tunge frøkjerner, typisk starter med 56 Fe . Fangstene må være raske i den forstand at kjernen ikke rekker å gjennomgå radioaktivt forfall før et annet nøytron kommer for å bli fanget. Derfor skjer r-prosessen på steder hvor det er høy tetthet av frie nøytroner. Disse inkluderer materiale som kastes ut fra en kjernekollaps-supernova (som en del av supernova-nukleosyntesen) og dekompresjon av nøytronrikt materiale som kastes ut fra en kilonova av en fusjon av binær nøytronstjerne. Det relative bidraget fra disse og andre kilder til den astrofysiske overfloden av r-prosesselementer er et spørsmål om pågående forskning.
r-prosessen forekommer også i mindre grad ved termonukleære våpeneksplosjoner. Dette førte til oppdagelsen av grunnstoffene einsteinium (element 99) og fermium (element 100) i nedfallet av atomvåpen.
r-prosessen skiller seg fra s-prosessen , den andre dominerende mekanismen for produksjon av tunge elementer, som er nukleosyntese ved langsom nøytronfangst. s-prosessen skjer hovedsakelig inne i stjerner, spesielt AGB-stjerner, der nøytronfluksen er tilstrekkelig til å forårsake reaksjoner, men for lav for r-prosessen. s-prosessen er sekundær, noe som betyr at den krever allerede eksisterende tunge isotoper som frøkjerner for å konvertere til andre tunge kjerner. Til sammen står r- og s-prosessene for det meste av utviklingen av overfloden av grunnstoffer som er tyngre enn jern.
De mest sannsynlige kandidatstedene for r-prosessen har lenge vært foreslått som kjernekollaps- supernovaer (spektraltyper Ib, Ic og II), som kan gi de nødvendige fysiske betingelsene for r-prosessen. Knappheten på r-prosesskjerner krever imidlertid at bare en liten brøkdel av supernovaer kaster ut r-prosesskjerner inn i det interstellare mediet eller at hver supernova bare sender ut en svært liten mengde r-prosessmateriale. Videre må det utkastede materialet være relativt rikt på nøytroner, en tilstand som har vært vanskelig å oppnå i modeller. [ 1 ]