Углеродный цикл

Углеродный цикл
Ядерные процессы
Радиоактивный распад

Нуклеосинтез

CNO-циклтермоядерная 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

http://www.astro.spbu.ru/



См. также


Wikimedia Foundation. 2010.

Смотреть что такое "Углеродный цикл" в других словарях:

  • 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

  • углеродный цикл — Связывание СО2 растениями в процессе фотосинтеза с образованием органических питательных веществ, которые затем проходят через последовательные стадии пищевой цепи и вновь превращаются в СО2 воздуха в результате дыхания или разложения.… …   Справочник технического переводчика

  • углеродный цикл — Последовательное превращение углерода в биосфере от двуокиси углерода в биомассу и до его возвращения в газообразную форму в результате процессов дыхания и разложения …   Словарь по географии

  • 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 — Betės ciklas statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. Bethe cycle; carbon cycle vok. Bethe Weizsäcker Zyklus, m; Kohlenstoffzyklus, m rus. углеродный цикл, m; цикл Бете, m pranc. cycle de Bethe, m; cycle du carbone, m …   Fizikos terminų žodynas

  • углеродный цикл суши — — [А.С.Гольдберг. Англо русский энергетический словарь. 2006 г.] Тематики энергетика в целом EN terrestrial carbon cycle …   Справочник технического переводчика

  • 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

  • Углеродный скелет — Эту страницу предлагается объединить с Скелетная ф …   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


Поделиться ссылкой на выделенное

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