- Процесс углеродного сгорания
-
Ядерные процессы Радиоактивный распад - Альфа-распад
- Бета-распад
- Кластерный распад
- Двойной бета-распад
- Электронный захват
- Двойной электронный захват
- Гамма-излучение
- Внутренняя конверсия
- Изомерный переход
- Нейтронный распад
- Позитронный распад
- Протонный распад
- Спонтанное деление
- Термоядерная реакция
- Протон-протонный цикл
- CNO-цикл
- Тройной альфа-процесс
- Гелиевая вспышка
- Процесс углеродного сгорания
- Углеродная детонация
- Процесс неонового сгорания
- Процесс кремниевого сгорания
- Нейтронный захват
- R-процесс
- S-процесс
- Захват протонов:
- P-процесс
- Rp-процесс
- Нейтронизация
- Реакции скалывания
CNO-цикл — термоядерная реакция превращения водорода в гелий, в которой углерод, кислород и азот выступают как катализаторы. Считается одним из основных процессов термоядерного синтеза в массивных звёздах главной последовательности.
Содержание
Процесс углеродного сгорания
CNO-цикл - это совокупность трёх сцепленных друг с другом или, точнее, частично перекрывающихся циклов. Самый простой из них CN-цикл (цикл Бете или углеродный цикл) был предложен Хансом Бете в 1938 и, независимо от него, Карлом Вайцзеккером.
Основной путь реакции CN-цикла :
12C + 1H → 13N + γ +1,95 МэВ (1,3·107 лет) 13N → 13C + e+ + νe +1,37 МэВ (7 минут) 13C + 1H → 14N + γ +7,54 МэВ (2,7·106 лет) 14N + 1H → 15O + γ +7,29 МэВ (3,2·108 лет) 15O → 15N + e+ + νe +2,76 МэВ (82 секунды) 15N + 1H → 12C + 4He +4,96 МэВ (1,12·105 лет) Суть этого цикла состоит в непрямом синтезе α-частицы из четырёх протонов при их последовательных захватах ядрами, начиная с 12C.
Процессы кислородного сгорания
В реакции с захватом протона ядром 15N возможен ещё один исход - образование ядра 16О и рождается новый цикл NO I-цикл.
Он имеет в точности ту же структуру, что и CN-цикл:
14N + 1H → 15O + γ +7,29 МэВ (3,2·108 лет) 15O → 15N + e+ + νe +2,76 МэВ (82 секунды) 15N + 1H → 16O + γ +12.13 МэВ 16O + 1H → 17F + γ +0,60 МэВ 17F → 17O + e+ + νe +2,76 МэВ 17O + 1H → 14N + 4He +1,19 МэВ NO I-цикл повышает темп энерговыделения в CN-цикле, увеличивая число ядер-катализаторов CN-цикла.
Последняя реакция этого цикла также может иметь другой исход, порождая ещё один NO II-цикл:
15N + 1H → 16O + γ +12.13 МэВ 16O + 1H → 17F + γ +0,60 МэВ 17F → 17O + e+ + νe +2,76 МэВ 17O + 1H → 18F + γ +5,61 МэВ 18F → 18O + e+ + νe 18O + 1H → 15N + 4He +3, 98 МэВ Таким образом, циклы CN, NO I и NO II образуют тройной CNO-цикл.
Считается, что имеется ещё один очень медленный четвёртый цикл, но его роль в выработке энергии ничтожно мала. Этот цикл может оказаться важным, если необходимо объяснение происхождения 19F.
При взрывном горении водорода в поверхностных слоях звёзд, например, при вспышках сверхновых, могут развиваться очень высокие температуры, и характер CNO-цикла резко меняется. Он превращается в так называемый горячий CNO-цикл, в котором реакции идут очень быстро и запутанно.
Ссылки
См. также
Wikimedia Foundation. 2010.
