Цикл CNO
CNO chain
Цикл CNO − реакция горения водорода в звёздах второго поколения. Особенность его в том, что, начинаясь с ядра углерода, он сводится к последовательному добавлению четырёх протонов и образованию из них в конце цикла ядра 4Не:
Цепочка реакций I
| 12C + p 13N + γ | (Q = 1.94 МэВ) |
| 13N → 13C + e+ + νe | (Q = 1.20 МэВ, T1/2=10 мин) |
| 13C + p → 14N + γ | (Q = 7.55 МэВ) |
| 14N + p → 15O + γ | (Q = 7.30 МэВ) |
| 15O → 15N + e+ + νe | (Q = 1.73 МэВ, T1/2=124 с) |
| 15N + p → 12C + 4He | (Q = 4.97 МэВ). |
Цепочка реакций II
| 15N + p → 16O + γ | (Q = 12.13 МэВ), |
| 16O + p → 17F + γ | (Q = 0.60 МэВ), |
| 17F → 17O + e+ + νe | (Q = 1.74 МэВ, T1/2=66 c), |
| 17O + p → 14N + α | (Q = 1.19 МэВ). |
Цепочка реакций III
| 17O + p → 18F + γ | (Q = 6.38 МэВ), |
| 18F → 18O + e+ + νe | (Q = 0.64 МэВ, T1/2=110 мин), |
| 18O + p → 15N + α | (Q = 3.97 МэВ). |
Цикл начинается с ядерной реакции между ядрами водорода
и имеющимися в звезде ядрами углерода. Образующийся радиоактивный изотоп
13N в результате β+-распада (T1/2 = 10
мин) превращается в изотоп 13С. Затем в результате последовательного
захвата двух протонов происходит образование ядер 14N и
15О. Радиоактивное ядро 15О в результате β+-распада
(T1/2 = 122 с) превращается в изотоп 15N. Завершается
углеродный цикл реакцией захвата ядром 15N протона с образованием
ядер 12С и 4Не. Таким образом, в углеродном цикле
ядра углерода играют роль катализаторов. Количество этих ядер в результате
цепочки реакций не изменяется.
Роль катализаторов в реакциях горения водорода наряду с углеродом
выполняют также азот, кислород и неон. Все эти элементы содержатся в веществе
звёзд второго поколения вместе с водородом и гелием и попадают туда после
распада массивных звёзд первого поколения, где они образуются в цепочке
термоядерных реакций.