ในฟิสิกส์ดาราศาสตร์นิวเคลียร์กระบวนการจับนิวตรอนอย่างรวดเร็วหรือที่รู้จักกันในชื่อกระบวนการrคือชุดของปฏิกิริยานิวเคลียร์ที่รับผิดชอบในการสร้างนิวเคลียสของอะตอมที่หนักกว่าเหล็กประมาณครึ่งหนึ่งหรือ "ธาตุหนัก" โดยอีกครึ่งหนึ่งส่วนใหญ่เกิดจากกระบวนการsกระบวนการrสังเคราะห์ไอโซโทปเสถียรที่มีนิวตรอนมากกว่าของธาตุคู่ และไอโซโทปที่แยกจากไอโซโทปเสถียรแบบเบตาโดยไอโซโทปที่ไม่แยกจากกัน มักจะมี ผลผลิตจากกระบวนการ s ต่ำมาก และถือว่าเป็นนิวเคลียสแบบ r เท่านั้นไอโซโทปที่หนักที่สุดของธาตุคู่ส่วนใหญ่ตั้งแต่สังกะสีถึงปรอทอยู่ในหมวดหมู่นี้ จุดสูงสุดของความอุดมสมบูรณ์สำหรับ กระบวนการ rเกิดขึ้นใกล้กับเลขมวลA = 82 (ธาตุ Se, Br และ Kr), A = 130 (ธาตุ Te, I และ Xe) และA = 196 (ธาตุ Os, Ir และ Pt) นอกจากนี้ ธาตุทั้งหมดที่หนักกว่าบิสมัท รวมถึงธอร์เรียมและยูเรเนียมตามธรรมชาติ (และแอกทิไนด์อื่นๆ) จะต้องมีต้นกำเนิดมาจากนิวเคลียสที่เกิดจากกระบวนการ r ในที่สุด

กระบวนการrเกี่ยวข้องกับการจับนิวตรอนอย่างรวดเร็ว ต่อเนื่องกัน (จึงเป็นที่มาของชื่อ) โดยนิวเคลียส หนักหนึ่งตัวหรือมากกว่านั้น โดยทั่วไปจะเริ่มต้นด้วยนิวเคลียสที่ มีความอุดมสมบูรณ์สูงสุดซึ่งมีศูนย์กลางอยู่ที่^56Feการจับนิวตรอนต้องเกิดขึ้นอย่างรวดเร็วในแง่ที่ว่านิวเคลียสต้องไม่มีเวลาที่จะสลายตัวทางกัมมันตรังสี (โดยทั่วไปผ่านการสลายตัวแบบเบตา⁾ก่อนที่นิวตรอน ตัวอื่น จะมาถึงเพื่อถูกจับ กระบวนการนี้สามารถดำเนินต่อไปได้จนถึงขีดจำกัดความเสถียรของนิวเคลียสที่มีนิวตรอนมากขึ้นเรื่อยๆ ( เส้นหยดนิวตรอน ) เพื่อรักษานิวตรอนไว้ตามแรงนิวเคลียร์ระยะสั้น ดังนั้นกระบวนการ rจึงต้องเกิดขึ้นในบริเวณที่มีความหนาแน่นของนิวตรอนอิสระ สูง เมื่อเวลาผ่านไปหลังจากจับนิวตรอนแล้ว นิวเคลียสจะสลายตัวแบบเบตา กลับไปยังเส้นความเสถียร (เช่นเดียวกับผลิตภัณฑ์ฟิสชัน ) ส่งผลให้เกิดไอโซโทปที่เสถียรที่มีเลขมวล A เท่าเดิม และโดยปกติจะเป็นไอโซโทปที่มีนิวตรอนมากที่สุดในบรรดาไอโซโทปเหล่านั้น

การศึกษาในยุคแรกๆ ตั้งทฤษฎีว่า จะต้องมี นิวตรอนอิสระ^{10²⁴ ตัวต่อลูกบาศก์ เซนติเมตร}สำหรับอุณหภูมิประมาณ 1 GK เพื่อให้ตรงกับจุดรอคอย ซึ่งไม่สามารถจับนิวตรอนได้อีกต่อไป กับเลขมวลของจุดสูงสุดของความอุดมสมบูรณ์สำหรับนิวเคลียสr -process ^{[ 1 ]}ซึ่งเท่ากับนิวตรอนอิสระเกือบหนึ่งกรัมในทุกๆ ลูกบาศก์เซนติเมตร ซึ่งเป็นจำนวนที่น่าทึ่งและต้องอาศัยตำแหน่งที่รุนแรง ตามธรรมเนียมแล้ว สิ่งนี้ชี้ให้เห็นถึงวัสดุที่ถูกขับออกมาจากแกนกลางที่ขยายตัวอีกครั้งของซูเปอร์โนวาแบบยุบตัวของแกนกลางซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของ การสังเคราะห์นิวเคลียส ของซูเปอร์โนวา^{[ 2 ]}หรือการลดความดันของ สสาร ดาวนิวตรอนที่ถูกขับออกมาจากการรวมตัวของดาวนิวตรอน คู่ ในคิโลโนวา [ ^{3 ] การ}มีส่วนร่วมสัมพัทธ์ของแต่ละแหล่งเหล่านี้ต่อความอุดมสมบูรณ์ทางดาราศาสตร์ของ ธาตุ r -process ยังคงเป็นเรื่องของการวิจัยอย่างต่อเนื่องในปี 2018 ^{[ 4 ]}

กระบวนการจับนิวตรอนแบบr -process (โดยปกติเกิดขึ้นกับ ยูเรเนียม-238 ) เกิดขึ้นในระดับเล็กน้อยใน การระเบิด ของอาวุธเทอร์โมนิวเคลียร์และสามารถเพิ่มขึ้นได้ด้วยการออกแบบอย่างมีจุดประสงค์ ธาตุไอน์สไตเนียม (ธาตุที่ 99, A = 252) และเฟอร์เมียม (ธาตุที่ 100, A = 257) ปรากฏอยู่ในกัมมันตรังสีตกค้างจากอาวุธนิวเคลียร์และโดยทั่วไปแล้ว การจับนิวตรอนนี้จะส่งผลให้เกิดไอโซโทปที่มีมวลมากถึง A = 257

กระบวนการrแตกต่างจากกระบวนการsซึ่งเป็นกลไกหลักอีกอย่างหนึ่งสำหรับการผลิตธาตุหนัก ซึ่งก็คือการสังเคราะห์นิวเคลียสโดยการจับนิวตรอนอย่างช้าๆ โดยทั่วไป ไอโซโทปที่เกี่ยวข้องในกระบวนการ sจะมีครึ่งชีวิตยาวนานพอที่จะศึกษาได้ในการทดลองในห้องปฏิบัติการ แต่โดยทั่วไปแล้วจะไม่เป็นเช่นนั้นสำหรับไอโซโทปที่เกี่ยวข้องในกระบวนการr ^{[ 5 ]}กระบวนการsส่วนใหญ่เกิดขึ้นในดาวฤกษ์ทั่วไป โดยเฉพาะดาว AGBซึ่งฟลักซ์นิวตรอนเพียงพอที่จะทำให้การจับนิวตรอนเกิดขึ้นซ้ำทุกๆ 10–100 ปี ซึ่งช้าเกินไปสำหรับ กระบวนการ rซึ่งต้องการการจับมากถึง 100 ครั้งต่อวินาที กระบวนการ sเป็น กระบวนการ รองหมายความว่าต้องใช้ไอโซโทปหนักที่มีอยู่ก่อนแล้วเป็นนิวเคลียสเริ่มต้นเพื่อเปลี่ยนเป็นนิวเคลียสหนักอื่นๆ โดยลำดับการจับนิวตรอนอิสระอย่างช้าๆ สถานการณ์ ของ กระบวนการ rสร้างนิวเคลียสเริ่มต้นของตัวเอง ดังนั้นจึงอาจเกิดขึ้นในดาวฤกษ์ขนาดใหญ่ที่ไม่มีนิวเคลียสเริ่มต้นหนักอยู่เลย โดยรวมแล้ว กระบวนการ rและsคิดเป็นสัดส่วนเกือบทั้งหมดของธาตุเคมีที่มีน้ำหนักมากกว่าเหล็ก ความท้าทายในอดีตคือการหาสภาพแวดล้อมทางกายภาพที่เหมาะสมกับช่วงเวลาของกระบวนการเหล่านี้

จากการวิจัยบุกเบิกเกี่ยวกับบิ๊กแบงและการก่อตัวของฮีเลียม ในดาวฤกษ์ ทำให้เกิดข้อสงสัยว่ามีกระบวนการที่ไม่ทราบแน่ชัดซึ่งรับผิดชอบในการผลิตธาตุหนักที่พบในโลกจากไฮโดรเจน และฮีเลียม ความพยายามในการอธิบายในยุคแรกๆ มาจาก Subrahmanyan Chandrasekharและ Louis R. Henrich ซึ่งตั้งสมมติฐานว่าธาตุต่างๆ ถูกผลิตขึ้นที่อุณหภูมิระหว่าง 6 พันล้านถึง 8 พันล้านเคลวินทฤษฎีของพวกเขาสามารถอธิบายธาตุได้ถึงคลอรีนแม้ว่าจะไม่มีคำอธิบายสำหรับธาตุที่มีมวลอะตอมหนักกว่า 40 amuในปริมาณที่ไม่น้อยเลยก็ตาม^{[ 6 ]} นี่กลายเป็นพื้นฐานของการศึกษาโดยFred Hoyleซึ่งตั้งสมมติฐานว่าสภาวะในแกนกลางของดาวฤกษ์ที่กำลังยุบตัวจะทำให้เกิดการสังเคราะห์นิวเคลียสของธาตุที่เหลืออยู่ผ่านการจับนิวตรอนอิสระที่อัดแน่นอย่างรวดเร็ว อย่างไรก็ตาม ยังคงมีคำถามที่ยังไม่ได้รับคำตอบเกี่ยวกับสมดุลในดาวฤกษ์ที่จำเป็นต่อการปรับสมดุลการสลายตัวของเบต้าและอธิบายปริมาณของธาตุที่จะเกิดขึ้นในสภาวะดังกล่าว ได้อย่างแม่นยำ ^{[ 6 ]}

ความจำเป็นของสภาพแวดล้อมทางกายภาพที่เอื้อต่อการจับนิวตรอน อย่างรวดเร็ว ซึ่งเป็นที่ทราบกันดีว่ามีบทบาทในการก่อตัวของธาตุนั้น ยังพบเห็นได้ในตารางความอุดมสมบูรณ์ของไอโซโทปของธาตุหนักโดยHans SuessและHarold Ureyในปี 1956 ^{[ 7 ]}ตารางความอุดมสมบูรณ์ของพวกเขาเผยให้เห็นความอุดมสมบูรณ์ที่มากกว่าค่าเฉลี่ยของไอโซโทปธรรมชาติที่มีเลขมหัศจรรย์^{[ a ]} ​​ของนิวตรอน เช่นเดียวกับจุดสูงสุดของความอุดมสมบูรณ์ที่เบากว่านิวเคลียสเสถียรที่มีเลขมหัศจรรย์ของนิวตรอนประมาณ 10 amu ซึ่งมีความอุดมสมบูรณ์เช่นกัน แสดงให้เห็นว่านิวเคลียสที่มีนิวตรอนมากและกัมมันตรังสีที่มีเลขมหัศจรรย์ของนิวตรอนแต่มีโปรตอนน้อยกว่าประมาณสิบตัวนั้นถูกสร้างขึ้น การสังเกตเหล่านี้ยังบ่งชี้ว่าการจับนิวตรอนอย่างรวดเร็วเกิดขึ้นเร็วกว่าการสลายตัวแบบเบตาและจุดสูงสุดของความอุดมสมบูรณ์ที่เกิดขึ้นนั้นเกิดจากสิ่งที่เรียกว่าจุดรอคอยที่เลขมหัศจรรย์^{[ 1 ] [ b ]}กระบวนการนี้ การจับนิวตรอนอย่างรวดเร็วโดยไอโซโทปที่มีนิวตรอนมาก กลายเป็นที่รู้จักในชื่อ กระบวนการ rในขณะที่ กระบวนการ sได้รับการตั้งชื่อตามการจับนิวตรอนช้าที่เป็นลักษณะเฉพาะ ตารางที่แบ่งไอโซโทปหนักระหว่าง กระบวนการ sและ กระบวนการ rได้รับการตีพิมพ์ในปี พ.ศ. 2490 ในเอกสารทบทวนB ² FH [ ^{1 ]} ซึ่งตั้งชื่อ^{กระบวนการ} rและสรุปฟิสิกส์ที่ควบคุมกระบวนการนี้^{[ 8 ]} Alastair GW Cameronยังได้ตีพิมพ์งานวิจัยขนาดเล็กเกี่ยวกับ กระบวนการ rในปีเดียวกันด้วย^{[ 9 ]}

กระบวนการ rแบบอยู่กับที่ตามที่อธิบายไว้ในเอกสาร B ² FH ได้รับการสาธิตครั้งแรกในการคำนวณแบบขึ้นอยู่กับเวลาที่Caltechโดย Phillip A. Seeger, William A. FowlerและDonald D. Clayton [ ^{10 ] ซึ่ง}พบว่าไม่มีภาพรวมเวลาใดที่ตรงกับ ความอุดมสมบูรณ์ของกระบวนการ r ของดวงอาทิตย์ แต่เมื่อนำมาซ้อนทับกัน ก็สามารถกำหนดลักษณะเฉพาะของ การกระจายความอุดมสมบูรณ์ของกระบวนการ r ได้สำเร็จ การกระจายในช่วงเวลาที่สั้นกว่าจะเน้นความอุดมสมบูรณ์ที่น้ำหนักอะตอมน้อยกว่าA = 140ในขณะที่การกระจายในช่วงเวลาที่ยาวกว่าจะเน้นความอุดมสมบูรณ์ที่น้ำหนักอะตอมมากกว่าA = 140 [ ^{11 ] การ} ประมวลผลกระบวนการ rในภายหลังได้เสริมคุณลักษณะเชิงเวลาเหล่านั้น Seeger และคณะยังสามารถสร้างการจัดสรรเชิงปริมาณระหว่าง กระบวนการ sและ กระบวนการ rของตารางความอุดมสมบูรณ์ของไอโซโทปหนักได้มากขึ้น จึงสร้างเส้นโค้งความอุดมสมบูรณ์ที่น่าเชื่อถือมากขึ้นสำหรับ ไอโซโทปของกระบวนการ rมากกว่าที่ B ² FH สามารถกำหนดได้ ปัจจุบัน ปริมาณไอโซโทปของกระบวนการ rถูกกำหนดโดยใช้วิธีการลบปริมาณไอโซโทปของกระบวนการs ที่น่าเชื่อถือกว่าออกจากปริมาณไอโซโทปทั้งหมด และกำหนดส่วนที่เหลือให้กับ การสังเคราะห์นิวเคลียสของกระบวนการr ^{[ 12 ]} เส้นโค้งปริมาณไอโซโทปของกระบวนการ r (เทียบกับน้ำหนักอะตอม) นั้นเป็นเป้าหมายสำหรับการคำนวณทางทฤษฎีของปริมาณที่สังเคราะห์โดยกระบวนการ r ทางกายภาพมานานหลายทศวรรษ

การสร้างนิวตรอนอิสระโดยการจับอิเล็กตรอนระหว่างการยุบตัวอย่างรวดเร็วไปสู่ความหนาแน่นสูงของแกนซูเปอร์โนวา พร้อมกับการประกอบนิวเคลียสเริ่มต้นที่มีนิวตรอนสูงอย่างรวดเร็ว ทำให้กระบวนการrเป็นกระบวนการสังเคราะห์นิวเคลียสหลักซึ่งเป็นกระบวนการที่สามารถเกิดขึ้นได้แม้ในดาวฤกษ์ที่เริ่มต้นด้วยไฮโดรเจนและฮีเลียมบริสุทธิ์ ซึ่งแตกต่างจาก การกำหนด ^B₂FHซึ่งเป็นกระบวนการรองที่สร้างขึ้นจากเหล็กที่มีอยู่ก่อนแล้ว การสังเคราะห์นิวเคลียสหลักของดาวฤกษ์เริ่มต้นเร็วกว่าในกาแล็กซีเมื่อเทียบกับการสังเคราะห์นิวเคลียสรอง หรืออีกทางหนึ่ง ความหนาแน่นสูงของนิวตรอนภายในดาวนิวตรอนจะพร้อมสำหรับการประกอบอย่างรวดเร็วเป็น นิวเคลียสของกระบวนการ rหากการชนกันทำให้ส่วนต่างๆ ของดาวนิวตรอนถูกขับออกมา จากนั้นดาวนิวตรอนจะขยายตัวอย่างรวดเร็วโดยปราศจากการกักขัง ลำดับนั้นอาจเริ่มต้นเร็วกว่าในเวลาของกาแล็กซีเมื่อเทียบกับ การสังเคราะห์นิวเคลียสของกระบวนการ sดังนั้นแต่ละสถานการณ์จึงสอดคล้องกับการเติบโตของ ปริมาณกระบวนการ rในกาแล็กซีที่เกิดขึ้นก่อนหน้านี้ แต่ละสถานการณ์เหล่านี้เป็นหัวข้อของการวิจัยทางทฤษฎีที่กำลังดำเนินอยู่ หลักฐานเชิงสังเกตของการเสริมธาตุหนักในก๊าซระหว่างดาวฤกษ์ในช่วงเริ่มต้นของกระบวนการrและดาวฤกษ์ที่ก่อตัวขึ้นใหม่ในภายหลัง ซึ่งนำไปใช้กับวิวัฒนาการความอุดมสมบูรณ์ของกาแล็กซีดาวฤกษ์ ได้รับการนำเสนอครั้งแรกโดยJames W. Truranในปี 1981 ^{[ 13 ]}เขาและนักดาราศาสตร์รุ่นต่อมาแสดงให้เห็นว่ารูปแบบของความอุดมสมบูรณ์ของธาตุหนักในดาวฤกษ์ที่ขาดโลหะในช่วงแรกนั้นตรงกับรูปร่างของ เส้นโค้งกระบวนการ r ของดวงอาทิตย์ ราวกับว่า ส่วนประกอบของกระบวนการ sหายไป ซึ่งสอดคล้องกับสมมติฐานที่ว่า กระบวนการ sยังไม่ได้เริ่มเสริมธาตุหนักในก๊าซระหว่างดาวฤกษ์เมื่อดาวฤกษ์อายุน้อยเหล่านี้ที่ขาด ความอุดมสมบูรณ์ของกระบวนการ sถือกำเนิดขึ้นจากก๊าซนั้น เนื่องจากต้องใช้เวลาประมาณ 100 ล้านปีในประวัติศาสตร์ของกาแล็กซีเพื่อให้ กระบวนการ sเริ่มต้น ในขณะที่ กระบวนการ rสามารถเริ่มต้นได้หลังจากสองล้านปี องค์ประกอบดาวฤกษ์ที่มี s -process น้อยและr -process มาก เหล่านี้จะต้องถือกำเนิดขึ้นก่อนs -process ใดๆ ซึ่งแสดงให้เห็นว่าr -process เกิดขึ้นจากดาวฤกษ์มวลมากที่วิวัฒนาการอย่างรวดเร็วซึ่งกลายเป็นซูเปอร์โนวาและทิ้งซากดาวนิวตรอนไว้ซึ่งสามารถรวมตัวกับดาวนิวตรอนดวงอื่นได้ ลักษณะหลักของr -process ในช่วงต้นจึงมาจากสเปกตรัมความอุดมสมบูรณ์ที่สังเกตได้ในดาวฤกษ์เก่า^{[ 4 ]}ที่ถือกำเนิดขึ้นในช่วงต้น เมื่อความเป็นโลหะของกาแล็กซียังคงมีน้อย แต่ก็ยังประกอบด้วยนิวเคลียสของr -process ครบถ้วน

การตีความทั้งสองแบบ แม้ว่าจะได้รับการสนับสนุนโดยทั่วไปจากผู้เชี่ยวชาญด้านซูเปอร์โนวา แต่ก็ยังไม่สามารถคำนวณความอุดมสมบูรณ์ของ กระบวนการ r ได้อย่างน่าพอใจอย่างสมบูรณ์ เนื่องจากปัญหาโดยรวมนั้นยากต่อการคำนวณ อย่างไรก็ตาม ผลลัพธ์ที่มีอยู่ก็สนับสนุน ในปี 2017 มีการค้นพบข้อมูลใหม่เกี่ยวกับ กระบวนการ rเมื่อ หอดูดาวคลื่นแรงโน้มถ่วง LIGOและVirgoค้นพบการรวมตัวของดาวนิวตรอนสองดวงที่ปล่อยสสารกระบวนการr ออกมา ^{[ 14 ]}ดูเว็บไซต์ทางฟิสิกส์ดาราศาสตร์ด้านล่าง

สถานที่ตามธรรมชาติที่เป็นไปได้เพียงแห่งเดียวสำหรับ การสังเคราะห์นิวเคลียส แบบ r -process ซึ่งเชื่อว่ามีเงื่อนไขที่จำเป็นอยู่ คือซูเปอร์โนวาแบบยุบตัวของแกนกลาง (รวมถึงซูเปอร์โนวาแบบจับอิเล็กตรอน ) และในปัจจุบันคือการรวมตัวของดาวนิวตรอน

ทันทีหลังจากการบีบอัดอิเล็กตรอนอย่างรุนแรงในซูเปอร์โนวาประเภท II การสลายตัวแบบเบตาลบจะถูกปิดกั้น นี่เป็นเพราะความหนาแน่นของอิเล็กตรอนสูงเติมเต็มสถานะอิเล็กตรอนอิสระที่มีอยู่ทั้งหมดจนถึงพลังงานเฟอร์มิซึ่งมากกว่าพลังงานของการสลายตัวแบบเบตาของนิวเคลียส อย่างไรก็ตามการจับนิวเคลียสของอิเล็กตรอนอิสระเหล่านั้นยังคงเกิดขึ้น และทำให้เกิดนิวตรอนไนเซ^ชันของสสารเพิ่มขึ้น ส่งผลให้มีความหนาแน่นของนิวตรอนอิสระที่ไม่สามารถสลายตัวได้สูงมาก ในระดับ 10²⁴ ^{นิวตรอน}ต่อ cm³ ^[ 1 ^{] และ}อุณหภูมิสูงเมื่อสิ่งนี้ขยายตัวและเย็นลงการจับนิวตรอนโดยนิวเคลียสหนักที่ยังคงมีอยู่จะเกิดขึ้นเร็วกว่าการสลายตัวแบบเบตาลบ มาก ผลที่ตามมาคือ กระบวนการ rดำเนินไปตามเส้นหยดนิวตรอนและสร้างนิวเคลียสที่อุดมไปด้วยนิวตรอนซึ่งไม่เสถียรอย่างมาก

กระบวนการสามอย่างที่ส่งผลต่อการปีนขึ้นไปของเส้นหยดนิวตรอน ได้แก่ การลดลงอย่างเห็นได้ชัดของภาคตัดขวาง การจับนิวตรอน ในนิวเคลียสที่มีเปลือกนิวตรอน ปิด กระบวนการยับยั้งการสลายตัว ด้วย แสง และระดับความเสถียรของนิวเคลียสในบริเวณไอโซโทปหนัก การจับนิวตรอนใน การสังเคราะห์นิวเคลียสแบบ r -process นำไปสู่การก่อตัวของ นิวเคลียสที่อุดมไปด้วยนิวตรอนและยึดเหนี่ยวกันอย่างอ่อนๆ โดยมี พลังงานการแยกนิวตรอนต่ำถึง 2 MeV ^{[ 15 ] [ 1 ]}ในขั้นตอนนี้ เปลือกนิวตรอนปิดที่N  = 50, 82 และ 126 จะเกิดขึ้น และการจับนิวตรอนจะหยุดชั่วคราว จุดที่เรียกว่าจุดรอคอยเหล่านี้มีลักษณะเฉพาะคือพลังงานยึดเหนี่ยวที่เพิ่มขึ้นเมื่อเทียบกับไอโซโทปที่หนักกว่า ซึ่งนำไปสู่ภาคตัดขวางการจับนิวตรอนที่ต่ำและการสะสมของนิวเคลียสกึ่งวิเศษที่มีเสถียรภาพมากขึ้นต่อการสลายตัวแบบเบตา^{[ 16 ]}นอกจากนี้ นิวเคลียสที่อยู่นอกเหนือการปิดเปลือกยังไวต่อการสลายตัวแบบเบตาที่เร็วกว่าเนื่องจากอยู่ใกล้กับเส้นหยด สำหรับนิวเคลียสเหล่านี้ การสลายตัวแบบเบตาจะเกิดขึ้นก่อนการจับนิวตรอนเพิ่มเติม^{[ 17 ]}จากนั้นนิวเคลียสที่จุดรอคอยจะได้รับอนุญาตให้สลายตัวแบบเบตาไปสู่ความเสถียรก่อนที่จะมีการจับนิวตรอนเพิ่มเติม^{[ 1 ]} ส่งผลให้ ปฏิกิริยาช้าลงหรือหยุดลง^{[ 16 ]}

การลดลงของเสถียรภาพนิวเคลียร์จะยุติ กระบวนการ rเมื่อนิวเคลียสที่หนักที่สุดไม่เสถียรต่อการแตกตัวโดยธรรมชาติ เมื่อจำนวนนิวคลีออนทั้งหมดเข้าใกล้ 270 อุปสรรคการแตกตัวอาจต่ำพอที่ก่อน 270 จะทำให้การจับนิวตรอนอาจเหนี่ยวนำให้เกิดการแตกตัวแทนที่จะดำเนินต่อไปตามเส้นหยดนิวตรอน^{[ 18 ]}หลังจากฟลักซ์นิวตรอนลดลง นิวเคลียส กัมมันตรังสี ที่ไม่เสถียรสูงเหล่านี้ จะเกิดการสลายตัวแบบเบตาอย่างรวดเร็วต่อเนื่องกันจนกระทั่งถึงนิวเคลียสที่เสถียรมากขึ้นและมีนิวตรอนมาก^{[ 19 ]}ในขณะที่กระบวนการsสร้างนิวเคลียสที่เสถียรจำนวนมากที่มีเปลือกนิวตรอนปิด กระบวนการ rในนิวเคลียสก่อนหน้าที่มีนิวตรอนมาก จะสร้างนิวเคลียสกัมมันตรังสีจำนวนมากที่ต่ำกว่าจุดสูงสุดของกระบวนการs ประมาณ 10 amu ^{[ 20 ]}ยอดความอุดมสมบูรณ์เหล่านี้สอดคล้องกับไอโซบาร์ เสถียร ที่เกิดจากการสลายตัวของเบต้าต่อเนื่องของนิวเคลียสจุดรอที่มีN  = 50, 82 และ 126 ซึ่งอยู่ห่างจากเส้นเสถียรภาพของเบต้าประมาณ 10 โปรตอน ^{[ 21 ]}

ดังที่กล่าวไว้ กระบวนการ r เทียมสามารถสร้างขึ้นได้โดยการระเบิดนิวเคลียร์ มีการเสนอแนะว่าการระเบิดหลายครั้งจะทำให้สามารถเข้าถึงเกาะแห่งเสถียรภาพ ได้ เนื่องจากนิวไคลด์ที่ได้รับผลกระทบ (เริ่มต้นด้วยยูเรเนียม-238 เป็นนิวเคลียสเริ่มต้น) จะไม่มีเวลาสลายตัวแบบเบตาจนถึง นิวไคลด์ที่เกิดการแตก ตัวแบบเกิดขึ้นเอง อย่างรวดเร็ว ที่เส้นเสถียรภาพเบตาก่อนที่จะดูดซับนิวตรอนมากขึ้นในการระเบิดครั้งต่อไป จึงทำให้มีโอกาสที่จะเข้าถึง นิวไคลด์ หนักยิ่งยวดที่ มีนิวตรอนมาก เช่นโคเปอร์นิเซียม -291 และ -293 ซึ่งอาจมีครึ่งชีวิตหลายศตวรรษหรือหลายพันปี^{[ 22 ]}

มีการเสนอมานานแล้วว่า สถานที่ที่เป็นไปได้มากที่สุดสำหรับ กระบวนการ rคือซูเปอร์โนวา แบบยุบตัวของแกนกลาง (ประเภทสเปกตรัมIb , IcและII ) ซึ่งอาจมีเงื่อนไขทางกายภาพที่จำเป็นสำหรับ กระบวนการ r วัสดุ ที่ถูกขับออกมาจากกระบวนการrจะต้องมีนิวตรอนค่อนข้างมาก ซึ่งเป็นเงื่อนไขที่ยากต่อการบรรลุในแบบจำลอง^{[ 2 ]}ดังนั้นนักฟิสิกส์ดาราศาสตร์จึงยังคงไม่แน่ใจเกี่ยวกับความเพียงพอของแบบจำลองเหล่านี้สำหรับผลผลิตของกระบวนการ r ที่ประสบความสำเร็จ

ในปี 2017 มีการค้นพบข้อมูลทางดาราศาสตร์ใหม่เกี่ยวกับ กระบวนการ rในข้อมูลจากการรวมตัวของดาวนิวตรอน สองดวง โดยใช้ข้อมูลคลื่นความโน้มถ่วงที่บันทึกได้ในGW170817เพื่อระบุตำแหน่งของการรวมตัว ทีมวิจัยหลายทีม^{[ 23 ] [ 24 ] [ 25 ]}ได้สังเกตและศึกษาข้อมูลทางแสงของการรวมตัว และพบหลักฐานทางสเปกโทรสโกปีของ วัสดุกระบวนการ rที่ถูกปล่อยออกมาจากดาวนิวตรอนที่รวมตัวกัน วัสดุส่วนใหญ่นี้ดูเหมือนจะประกอบด้วยสองประเภท ได้แก่ มวลสีน้ำเงินร้อนของ สสารกระบวนการ rที่มีกัมมันตภาพรังสีสูงของนิวเคลียสหนักในช่วงมวลต่ำ ( A < 140เช่นสตรอนเทียม ) ^{[ 26 ]} และมวลสีแดงเย็นกว่าของ นิวเคลียสกระบวนการrที่มีเลขมวลสูงกว่า ( A > 140 ) ที่อุดมไปด้วยแอคติไนด์ (เช่นยูเรเนียมธอร์เรียมและแคลิฟอร์เนียม ) เมื่อถูกปล่อยออกมาจากแรงดันภายในมหาศาลของดาวนิวตรอน มวลที่ถูกปล่อยออกมาเหล่านี้จะขยายตัวและก่อตัวเป็นนิวเคลียสหนักเริ่มต้นที่ดักจับนิวตรอนอิสระอย่างรวดเร็ว และแผ่รังสีแสงที่ตรวจจับได้เป็นเวลาประมาณหนึ่งสัปดาห์ ระยะเวลาการส่องสว่างดังกล่าวจะไม่สามารถเกิดขึ้นได้หากปราศจากความร้อนจากการสลายตัวของกัมมันตรังสีภายใน ซึ่งเกิดจาก นิวเคลียสของกระบวนการ rที่อยู่ใกล้จุดรอคอยมีการทราบถึง บริเวณมวลที่แตกต่างกันสองบริเวณ ( A < 140และA > 140 ) สำหรับ ผลผลิตของกระบวนการ r ตั้งแต่การคำนวณแบบขึ้นอยู่กับเวลาครั้งแรกของ กระบวนการr ^{[ 10 ]}เนื่องจากคุณสมบัติทางสเปกโทรสโกปีเหล่านี้ จึงมีการโต้แย้งว่าการสังเคราะห์นิวเคลียสในทางช้างเผือกนั้นส่วนใหญ่เป็นมวลที่ถูกปล่อยออกมาจากการรวมตัวของดาวนิวตรอนมากกว่าจากซูเปอร์โนวา^{[ 3 ]}

ผลลัพธ์เหล่านี้เสนอความเป็นไปได้ใหม่ในการชี้แจงความไม่แน่นอนที่ยาวนานกว่าหกทศวรรษเกี่ยวกับแหล่งกำเนิดของนิวเคลียสกระบวนการr การยืนยันความเกี่ยวข้องกับกระบวนการ rคือพลังงานกัมมันตรังสีจากการสลายตัวของ นิวเคลียสกระบวนการ rที่ช่วยรักษาการมองเห็นของชิ้นส่วนกระบวนการ r ที่หมุนออกมาเหล่านี้มิฉะนั้นพวกมันจะจางหายไปอย่างรวดเร็ว แหล่งกำเนิดทางเลือกดังกล่าวได้รับการเสนออย่างจริงจังครั้งแรกในปี 1974 ^{[ 27 ]}ในฐานะ สสาร ดาวนิวตรอน ที่คลายตัว มีการเสนอว่าสสารดังกล่าวถูกขับออกมาจากดาวนิวตรอนที่รวมตัวกับหลุมดำในระบบดาวคู่ขนาดกะทัดรัด ในปี 1989 ^{[ 28 ]} (และปี 1999 ^{[ 29 ]} ) สถานการณ์นี้ได้รับการขยายไปยัง การรวมตัว ของดาวนิวตรอน คู่ ( ระบบดาวคู่ ของดาวนิวตรอนสอง ดวงที่ชนกัน) หลังจากการระบุแหล่งกำเนิดเบื้องต้น^{[ 30 ]}สถานการณ์นี้ได้รับการยืนยันโดยGW170817แบบจำลองทางฟิสิกส์ดาราศาสตร์ในปัจจุบันบ่งชี้ว่าเหตุการณ์การรวมตัวของดาวนิวตรอนเพียงครั้งเดียวอาจก่อให้เกิดทองคำได้ระหว่าง 3 ถึง 13 เท่าของมวลโลก^{[ 31 ]}

• เอชดี 222925
• นิวคลีโอซินเทซิส
• กระบวนการเอส
• กระบวนการพี