Цикл Бете

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до: навігація, пошук
Схематичне зображення циклу Бете-Вейцзекера

Вуглецево-азотний цикл (також цикл Бете-Вейцзекера або CNO-цикл) — ланцюжок термоядерних реакцій, внаслідок яких водень перетворюється на гелій та виділяється енергія[1][2][3]. Запропонований 1938 року Гансом Бете [4] (та незалежно від нього — Карлом Вейцзекером[5]) як джерело енергії звичайних зір із температурою в центральній частині близько 20 млн K.

Розгалужений процес, що складається з чотирьох основних гілок. Головну роль у виділенні енергії відіграє найвідоміша перша гілка[2]. Вона складається з таких реакцій:

  • 12C + 1H → 13N + γ + 1,95 МеВ (1,3·107 років[Джерело?])
  • 13N → 13C + e+ + νe + 1,37 МеВ (7 хвилин)
  • 13C + 1H → 14N + γ + 7,54 МеВ (2,7·106 років[Джерело?])
  • 14N + 1H → 15O + γ + 7,29 МеВ (3,2·108 років)
  • 15O → 15N + e+ + νe + 2,76 МеВ (82 секунди)
  • 15N + 1H → 12C + 4He + 4,96 МеВ (1,12·105 років)

Кількість ядер вуглецю й азоту в реакціях циклу не змінюється: вони є лише каталізаторами в перетворенні чотирьох протонів на α-частинку та γ-кванти.

Ланцюжок кожної гілки вуглецево-азотного циклу містить дві реакції бета-розпаду, швидкість яких не залежить від зовнішніх умов. У надрах зір головної послідовності ці реакції є найшвидшими й загальна швидкість енерговиділення визначається перебігом реакцій за участю протонів.
Водночас протони беруть участь у реакціях водневого циклу, але швидкість протонних реакцій вуглецево-азотного циклу залежить від температури набагато сильніше, ніж відповідних реакцій водневого циклу. Тому вуглецево-азотний цикл є переважним джерелом енергії для зір, температура в ядрі яких перевищує 15 млн K. Це зорі з масою більше 1,2М[2].

Під час спалахів наднових реакції вуглецево-азотного циклу відбуваються за температур близько 80 млн K і бета-розпад стає, навпаки, найповільнішою ланкою циклу. Нестійкі ядра не встигають розпадатися й беруть участь у нових ядерних реакціях за участю протонів та альфа-частинок. У цьому випадку кількість гілок циклу значно збільшується й він набуває заплутаного характеру. Такий вуглецево-азотний цикл називають гарячим[2].

Джерела[ред.ред. код]

  1. Бете-Вейцзекера цикл // Астрономічний енциклопедичний словник / За загальною редакцією І. А. Климишина та А. О. Корсунь. — Львів: ЛНУ—ГАО НАНУ, 2003. — С. 53. — ISBN 966-613-263-X, УДК 52(031).
  2. а б в г Вуглецево-азотний цикл // Астрономічний енциклопедичний словник / За загальною редакцією І. А. Климишина та А. О. Корсунь. — Львів: ЛНУ—ГАО НАНУ, 2003. — С. 88. — ISBN 966-613-263-X, УДК 52(031).
  3. CNO-цикл // Астрономічний енциклопедичний словник / За загальною редакцією І. А. Климишина та А. О. Корсунь. — Львів: ЛНУ—ГАО НАНУ, 2003. — С. 523. — ISBN 966-613-263-X, УДК 52(031).
  4. H. A. Bethe (received 7 вересня 1938). «Energy Production in Stars». Physical Review №55 (5).  (англ.)
  5. C. F. von Weizsäcker. Physik. Zeitschr. №39 (1938) 633

Література[ред.ред. код]

  1. I. Iben. «Stellar Evolution Within and off the Main Sequence», 1967. (англ.)
  2. «Introductory Nuclear Physics», Kenneth S. Krane, John Wiley & Sons, New York, 1988. (англ.)


Фізика Це незавершена стаття з фізики.
Ви можете допомогти проекту, виправивши або дописавши її.
Сатурн Це незавершена стаття з астрономії.
Ви можете допомогти проекту, виправивши або дописавши її.