CNO-cyklus

Fra Wikipedia, den frie encyklopædi
Gå til: navigation, søg

I stjerner, som er mere massive end ca. 0,8 solmasser, er kernetemperaturen så høj, at der kan produceres helium i en cyklus af atomare kernefusioner med kulstof, kvælstof og ilt som katalysatorer, den såkaldte CNO-cyklusCarbon-Nitrogen-Oxygen cyklus.

CNO-cyklussen blev foreslået af Hans Bethe i 1938, kun 6 år efter opdagelsen af neutronen.

Eftersom CNO-cyklussen er meget temperaturafhængig, udgør den en lille del af den samlede energiproduktion i de lette stjerner, men dens betydning vokser eksponentielt med øget stjernemasse.

Miljø for CNO-cyklus
(text kommer senere)

Model for betegnelser ved atomer: AZx hvor A er atomvægt, Z er antal protoner og x er det kemiske symbol.

CNO-I[redigér | redigér wikikode]

CNO-I cyklus har, i lighed med de andre CNO cykler, sit navn, fordi de starter og slutter med samme grundstof, efter at have omdannet fire brintatomer til et heliumatom.

CNO cyklus I forløber fra start til slut således: 126C→137N→136C→147N→158O→157N→126C [1]

Proces Resultat energiudvikling
126C + 11H 137N + γ 1.95 MeV
137N 136C + e+ + νe 1,20 MeV (halveringstid 9,965 min.)
136C + 11H 147N + γ 7,54 MeV
147N + 11H 158O + γ 7,35 MeV
158O 157N + e+ + νe 1,73 MeV (halveringstid 122,24 sek.)
157N + 11H 126C + 42He 4,96 MeV

hvor e+ er en positron, γ er en foton, νe er en elektronneutrino, isotoper af hhv. H = Brint (Hydrogen), He = Helium, C = Kulstof (Carbon), N = Kvælstof (nitrogen), O = Ilt (Oxygen) og F = Fluor. Energien frigjort ved denne reaktion er af størrelsesordenen millioner af elektronvolt, der kun er en lille energimængde, men til gengæld sker der et enormt antal reaktioner sideløbende.

CNO-II[redigér | redigér wikikode]

CNO-II forekommer i kun 0.04% af CNO-cyklerne og foregår i kernen på stjerner, som er mere massive end ca. 0,8 solmasser.

CNO cyklus II forløber fra start til slut således: 157N→168O→179F→178O→147N→158O→157N:

Proces Resultat energiudvikling
157N + 11H 168O + γ 12,13 MeV
168O + 11H 179F + γ 0,60 MeV
179F 178O + e+ + νe 2,76 MeV (halveringstid 64,49 sek.)
178O + 11H 147N + 42He 1,19 MeV
147N + 11H 158O + γ 7,35 MeV
158O 157N + e+ + νe 2,75 MeV (halveringstid 122,24 sek.)

CNO-III[redigér | redigér wikikode]

CNO-III forekommer næsten udelukkende i massive stjerner. Den har udgangspunkt i en variant af en af fusionerne i CNO-II, nemlig når 178O + 11H producerer 189Fluor i stedet for 147Kvælstof (N).

CNO cyklus III forløber fra start til slut således: 178O→189F→188O→157N→168O→179F→178O.

Proces Resultat energiudvikling
178O + 11H 189F + γ 5,61 MeV
189F 188O + e+ + νe 1,656 MeV (halveringstid 109,771 min.)
188O + 11H 157N + 42He 3,98 MeV
157N + 11H 168O + γ 12,13 MeV
168O + 11H 179F + γ 0,60 MeV
179F 178O + e+ + νe 2,76 MeV (halveringstid 64,49 sek.)

CNO-IV[redigér | redigér wikikode]

CNO-IV forekommer også næsten udelukkende i massive stjerner. Den har udgangspunkt i en variant af en af fusionerne i CNO-III, nemlig når 188O + 11H producerer 199Fluor i stedet for 157Kvælstof.

CNO cyklus IV forløber fra start til slut således: 199F→168O→179F→178O→189F→188O→199F.

Proces Resultat energiudvikling
199F + 11H 168O + 42He 8,114 MeV
168O + 11H 179F + γ 0,60 MeV
179F 178O + e+ + νe 2,76 MeV (halveringstid 64,49 sek.)
178O + 11H 189F + γ 5,61 MeV
189F 188O + e+ + νe 1,656 MeV (halveringstid 109,771 min.)
188O + 11H 199F + γ 7,994 MeV

Højtemperatur CNO cykler[redigér | redigér wikikode]

Kost Tekst mangler, hjælp os med at skrive teksten

HCNO-I[redigér | redigér wikikode]

HCNO cyklus I forløber fra start til slut således: 126C→137N→148O→147N→158O→157N→126C:

Proces Resultat energiudvikling
126C + 11H 137N + γ 1,95 MeV
137N + 11H 148O + γ 4,63 MeV
148O 147N + e+ + νe 5,14 MeV (halveringstid 70,641 sek.)
147N + 11H 158O + γ 7,35 MeV
158O 157N + e+ + νe 2,75 MeV (halveringstid 122,24 sek.)
157N + 11H 126C + 42He 4,96 MeV

HCNO-II[redigér | redigér wikikode]

HCNO cyklus II forløber fra start til slut således: 157N→168O→179F→1810Ne→189F→158O→157N:

Proces Resultat energiudvikling
157N + 11H 168O + γ 12,13 MeV
168O + 11H 179F + γ 0,60 MeV
179F + 11H 1810Ne + γ 3,92 MeV
1810Ne 189F + e+ + νe 4,44 MeV (halveringstid 1,672 sek.)
189F + 11H 158O + 42He 2,88 MeV
158O 157N + e+ + νe 2,75 MeV (halveringstid 122,24 sek.)


HCNO-III[redigér | redigér wikikode]

HCNO cyklus III forløber fra start til slut således: 189F→1910Ne→199F→168O→179F→1810Ne→189F:

Proces Resultat energiudvikling
189F + 11H 1910Ne + γ 6,41 MeV
1910Ne 199F + e+ + νe 3,32 MeV (halveringstid 17,22 sek.)
199F + 11H 168O + 42He 8,11 MeV
168O + 11H 179F + γ 0,60 MeV
179F + 11H 1810Ne + γ 3,92 MeV
1810Ne 189F + e+ + νe 4,44 MeV (halveringstid 1,672 sek.)

Referencer[redigér | redigér wikikode]

  1. Krane, K. S. (1988). Introductory Nuclear Physics. John Wiley & Sons. s. 537. ISBN 0-471-80553-X.