Niz ugljenik-azot-kiseonik

Из Википедије, слободне енциклопедије
Иди на навигацију Иди на претрагу
Prikaz Шаблон:CNO I niza

Niz ugljenikazotkiseonik ili CNO niz je jedna od dve reakcije nuklearne fuzije, kojom zvezde pretvaraju vodonik u helijum, a druga je niz proton – proton. Razlika je da je kod CNO niza za nuklearnu fuziju potreban katalizator. Teorija tvrdi da su to procesi koji prevladavaju kod zvezda koji su veće barem 30 % od našeg Sunca. Razlika je u početnim temperaturama, tako da je za početak p-p niza potrebna temperatura od 4 000 000 K, dok za CNO niz potrebno za početak oko 13 000 000 K. Kod CNO niza izlazna energija puno brže raste s povećanjem temperature i kod temperature 17 000 000 K taj proces prevladava u većim zvezdama od Sunca.[1] Sunce ima temperaturu u jezgru oko 15 700 000 K i samo 1,7 % helijuma se dobije s CNO nizom.

Kod CNO niza, četiri protona (jezgre vodonika) se spajaju, koristeći izotope ugljenika, azota i kiseonika, stvaraju alfa-čestice, dva pozitrona i dva neutrina. Pozitroni će odmah nestati reagirajući s elektronima, oslobađajući energiju u obliku gama-čestica. Neutrini koji pobegnu odmah, odnose i deo energije. Izotopi ugljenika, azota i kiseonika služe kao katalizatori za veliki broj procesa.[2][3]

CNO I niz[уреди]

Glavna reakcija kod CNO niza je: 612C -> 713N -> 613C -> 714N -> 815O -> 715N -> 612C [4] 612C + 11H -> 713N + y + 1,95 MeV

713N -> 613C + e+ + ve + 2,22 MeV

613C + 11H -> 714N + y + 7,54 MeV

714N + 11H -> 815O + y + 7,35 MeV

815O -> 715N + e+ + ve + 2,75 MeV

715N + 11H -> 612C + 24He + 4,96 MeV gde se jezgro ugljenika-12 koje se koristi u prvoj reakciji, obnavlja u zadnjoj reakciji.

CNO II niz[уреди]

To je jako mali put reakcije koji se dešava u Sunčevom jezgru, samo oko 0,04 %, i konačna reakcija ne stvara ugljenik-12 i alfa-čestice, već se stvara kiseonik-16 i foton: 715N -> 816O -> 817F -> 817O -> 714N -> 815O -> 715N 715N + 11H -> 816O + y + 12,13 MeV

816O + 11H -> 917F + y + 0,60 MeV

917F -> 817O + e+ + ve + 2,76 MeV

817O + 11H -> 714N + 24He + 1,19 MeV

714N + 11H -> 815O + y + 7,35 MeV

815O -> 715N + e+ + ve + 2,75 MeV Kao što ugljenik, azot i kiseonik su uključeni u glavni put, ovde se pojavljuje fluor, na sporednom putu i služi samo kao katalizator, ne skupljajući se u zvezda.

OF niz[уреди]

Ovaj put je značajan samo za masivne zvezde. Reakcija počinje kada CNO II niz stvara: 817O -> 918F -> 818O -> 919F -> 816O -> 917F -> 817O 817O + 11H -> 918F + y + 5,61 MeV

918F -> 818O + e+ + ve + 1,656 MeV

818O + 11H -> 919F + y + 7,994 MeV

919F + 11H -> 816O + 24He + 8,114 MeV

816O + 11H -> 917F + y + 0,60 MeV

917F -> 817O + e+ + ve + 2,76 MeV Treba primetiti da svi ciklusi daju iste rezultate:

4 x 11H -> 24He + 2 x e+ + 2 x ve + 3 x y + 26,8 MeV

Upotreba u astronomiji[уреди]

Kod zvezdane evolucije udeo pojedinih jezgri ugljenika, azota i kiseonika se menja. Kada je ta vrsta nuklearne fuzije u ravnoteži, udeo ugljenika-12/ugljenika-13 je 3,5, a azot-14 postaje najzastupljeniji s obzirom na početne uslove. Za vreme zvezdane evolucije, konvektivno mešanje donosi material iz CNO niza prema površini, menjajući sastav zvezde. Kod crvenog diva je primećen manji udeo ugljenika-12/ugljenika-13 i ugljenika-12/azot-14 u odnosu na glavni niz zvezda. Prisustvo ugljenika, azota i kiseonika je primećeno u spoljašnjim delovima zvezda koje imaju do 150 masa Sunca.

Reference[уреди]

  1. ^ Schuler, Simon C.; King, Jeremy R.; The, Lih-Sin (2009). „Stellar Nucleosynthesis in the Hyades Open Cluster”. the Astrophysical Journal. 701 (1): 837—849. arXiv:0906.4812Слободан приступ. doi:10.1088/0004-637X/701/1/837. 
  2. ^ von Weizsäcker, C. F. (1938). „Über Elementumwandlungen in Innern der Sterne II (Element Transformation Inside Stars, II)”. Physikalische Zeitschrift. 39: 633—46. 
  3. ^ Bethe, H. A. (1939). „Energy Production in Stars”. Physical Review. 55 (5): 434—56. doi:10.1103/PhysRev.55.434. 
  4. ^ Krane, Kenneth S. (1988). Introductory Nuclear Physics. New York: John Wiley & Sons. стр. 537. ISBN 0-471-80553-X.