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-cyklus – Carbon-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 atommasse, Z er antal protoner og x er det kemiske symbol.
CNO-I 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
Proces → Resultatenergiudvikling126C + 11H → 137N + γ1.95 MeV137N → 136C + e+ + νe 1,20 MeV (halveringstid 9,965 min.)136C + 11H → 147N + γ7,54 MeV147N + 11H → 158O + γ7,35 MeV158O → 157N + e+ + νe1,73 MeV (halveringstid 122,24 sek.)157N + 11H → 126C + 42He4,96 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
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 → Resultatenergiudvikling157N + 11H → 168O + γ12,13 MeV168O + 11H → 179F + γ0,60 MeV179F → 178O + e+ + νe2,76 MeV (halveringstid 64,49 sek.)178O + 11H → 147N + 42He1,19 MeV147N + 11H → 158O + γ7,35 MeV158O → 157N + e+ + νe2,75 MeV (halveringstid 122,24 sek.)
CNO-III
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 → Resultatenergiudvikling178O + 11H → 189F + γ5,61 MeV189F → 188O + e+ + νe1,656 MeV (halveringstid 109,771 min.)188O + 11H → 157N + 4</sup>2He3,98 MeV157N + 11H → 168O + γ12,13 MeV168O + 11H → 179F + γ0,60 MeV179F → 178O + e+ + νe2,76 MeV (halveringstid 64,49 sek.)
CNO-IV
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 → Resultatenergiudvikling199F + 11H → 168O + 42He8,114 MeV168O + 11H → 17<sub>9</sup>F + γ0,60 MeV179F → 178O + e+ + νe2,76 MeV (halveringstid 64,49 sek.)178O + 11H → 189F + γ5,61 MeV189F → 188O + e+ + νe1,656 MeV (halveringstid 109,771 min.)188O + 11H → 199F + γ7,994 MeV
Højtemperatur CNO cykler
HCNO-I HCNO cyklus I forløber fra start til slut således: 126C→137N→148O→147N→158O→157N→126C:
Proces → Resultatenergiudvikling126C + 11H → 137N + γ1,95 MeV137N + 11H → 148O + γ4,63 MeV148O → 147N + e+ + νe5,14 MeV (halveringstid 70,641 sek.)147N + 11H → 158O + γ7,35 MeV158O → 157N + e+ + νe2,75 MeV (halveringstid 122,24 sek.)157N + 11H → 126C + 4</sup>2He4,96 MeV
HCNO-II
HCNO cyklus II forløber fra start til slut således: 157N→168O→179F→1810Ne→189F→158O→157N:
Proces → Resultatenergiudvikling157N + 11H → 168O</sub> + γ12,13 MeV168O + 11H → 179F + γ0,60 MeV179F + 11H → 1810Ne + γ3,92 MeV1810Ne → 189F + e+ + νe4,44 MeV (halveringstid 1,672 sek.)189F + 11H → 158O + 4</sup>2He2,88 MeV158O → 157N + e+ + νe2,75 MeV (halveringstid 122,24 sek.)
HCNO-III HCNO cyklus III forløber fra start til slut således: 189F→1910Ne→199F→168O→179F→1810Ne→189F:
Proces → Resultatenergiudvikling189F + 11H → 1910Ne + γ6,41 MeV1910Ne → 199F + e+ + νe3,32 MeV (halveringstid 17,22 sek.)199F + 11H → 168O + 4</sup>2He8,11 MeV168O + 11H → 179F + γ0,60 MeV179F + 11H → 1810Ne + γ3,92 MeV1810Ne → 189F + e+ + νe4,44 MeV (halveringstid 1,672 sek.) Referencer
Kategori:Kernefusion Kategori:Astrofysik