CNO-цикл

CNO-цикл
Ядерные процессы
Радиоактивный распад

Нуклеосинтез

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.

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.

CNO Cycle.svg

Основной путь реакции CN-цикла :

12C + p → 13N + γ +1,95 МэВ (1,3·107 лет[источник не указан 709 дней])
13N → 13C + e+ + νe +1,37 МэВ (7 минут[источник не указан 709 дней])
13C + p → 14N + γ +7,54 МэВ (2,7·106 лет)
14N + p → 15O + γ +7,29 МэВ (3,2·108 лет)
15O → 15N + e+ + νe +2,76 МэВ (82 секунды)
15N + p → 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 + 1.656 МэВ
18O + 1H → 15N + 4He +3, 98 МэВ

Таким образом, циклы CN, NO I и NO II образуют тройной CNO-цикл.

Имеется ещё один очень медленный четвёртый цикл, т.н OF-цикл, но его роль в выработке энергии ничтожно мала. Однако этот цикл является весьма важным, при объяснении происхождения 19F.

17O + 1H → 18F + γ + 5.61 МэВ
18F → 18O + e+ + νe + 1.656 МэВ
18O + 1H → 19F + γ + 7.994 МэВ
19F + 1H → 16O + 4He + 8.114 МэВ
16O + 1H → 17F + γ + 0.60 МэВ
17F → 17O + e+ + νe + 2.76 МэВ


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.



Наиболее известная формула из ОТО — закон сохранения энергии-массы


См. также


Wikimedia Foundation. 2010.

Игры ⚽ Нужно сделать НИР?

Полезное


Смотреть что такое "CNO-цикл" в других словарях:

  • CNO-цикл — anglies, azoto ir deguonies ciklas statusas T sritis chemija apibrėžtis Žvaigždžių gelmėse vykstančių termobranduolinių vandenilio virtimo heliu reakcijų seka (katalizatoriai – C ir N). atitikmenys: angl. Bethe cycle; Bethe Weizsäcker cycle;… …   Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

  • Цикл Бете — 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… …   Википедия

  • цикл Бете — anglies, azoto ir deguonies ciklas statusas T sritis chemija apibrėžtis Žvaigždžių gelmėse vykstančių termobranduolinių vandenilio virtimo heliu reakcijų seka (katalizatoriai – C ir N). atitikmenys: angl. Bethe cycle; Bethe Weizsäcker cycle;… …   Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

  • цикл Бете-Вейцзекера — anglies, azoto ir deguonies ciklas statusas T sritis chemija apibrėžtis Žvaigždžių gelmėse vykstančių termobranduolinių vandenilio virtimo heliu reakcijų seka (katalizatoriai – C ir N). atitikmenys: angl. Bethe cycle; Bethe Weizsäcker cycle;… …   Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

  • Углеродно-азотный цикл — 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… …   Википедия

  • Углеродный цикл — 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… …   Википедия

  • Протон-протонный цикл — (ветвь ppI). Ядерные процессы Радиоактивный распад Альфа распад Бета распад …   Википедия

  • углеродный цикл — anglies, azoto ir deguonies ciklas statusas T sritis chemija apibrėžtis Žvaigždžių gelmėse vykstančių termobranduolinių vandenilio virtimo heliu reakcijų seka (katalizatoriai – C ir N). atitikmenys: angl. Bethe cycle; Bethe Weizsäcker cycle;… …   Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

  • УГЛЕРОДНЫЙ ЦИКЛ — (CNO цикл), последовательность термоядерных реакций в звёздах, приводящая к превращению водорода в гелий (4Не) с участием углерода в качестве катализатора. У. ц. протекает при темп рах в недрах звёзд ?18•106К, когда вещество звезды уже содержит… …   Физическая энциклопедия

  • УГЛЕРОДНО-АЗОТНЫЙ ЦИКЛ — последовательность термоядерных реакций в звёздах, приводящая к образованию гелия из водорода с участием углерода, азота, кислорода и фтора в качестве катализаторов. У. а. ц. осн. источник энергии массивных звёзд на нач. стадиях их существования… …   Физическая энциклопедия


Поделиться ссылкой на выделенное

Прямая ссылка:
… Нажмите правой клавишей мыши и выберите «Копировать ссылку»