CNO Döngüsü (CNO cycle)

CNO (karbon-nitrojen-oksijen) döngüsü, yıldızların hidrojeni helyuma dönüştürdüğü bilinen iki füzyon reaksiyonu grubundan biridir; diğeri, proton-proton (pp) zincir reaksiyonudur. PP zincir reaksiyonunun aksine, CNO çevrimi bir katalitik çevrimdir; Güneş'ten 1.3 kat daha büyük kütleli yıldızlarda baskın olduğu varsayılmaktadır.

Tüm bileşenlerini tüketen proton-proton reaksiyonunun aksine, CNO döngüsü katalitik bir döngüdür. CNO döngüsünde, her biri CNO döngüsünün bir aşamasında tüketilen, ancak daha sonraki bir aşamada yeniden oluşturulan karbon, nitrojen ve oksijen izotoplarını katalizör olarak kullanarak dört proton birleşir. Son ürün, bir alfa parçacığı (kararlı bir helyum çekirdeği), iki pozitron ve iki elektron nötrinodur.

CNO döngüleriyle ilgili çeşitli alternatif yollar ve katalizörler vardır, tüm bu döngüler aynı net sonuca sahiptir:

4 ¹₁H + 2 e⁻

→ ⁴₂He + 2e⁺ + 2e⁻ + 2n_e + 3g + 24.7 MeV

→ ⁴₂He + 2n_e + 7g + 26.7 MeV

Pozitronlar (e⁺) elektronlarla (e^-) neredeyse anında yok olacaklar ve gama (g) ışınları şeklinde enerji açığa çıkaracaklar. Nötrinolar (n), bir miktar enerjiyi alarak yıldızdan kaçarlar. Bir çekirdek, sonsuz bir döngüde bir dizi dönüşüm yoluyla karbon, nitrojen ve oksijen izotopları haline gelir.

Güneş'in çekirdek sıcaklığı 15.7×10⁶ K civarındadır ve Güneş'te üretilen ⁴He çekirdeklerinin sadece %1.7'si CNO döngüsünde üretülir.

CNO-I prosesi, 1930'ların sonlarında Carl von Weizsäcker ve Hans Bethe tarafından bağımsız olarak önerildi.

Güneş'te CNO döngüsü tarafından üretilen nötrinoların deneysel saptanmasının ilk raporları 2020'de yayınlandı. Bu aynı zamanda Güneş'in bir CNO döngüsüne sahip olduğunun, döngünün önerilen büyüklüğünün doğru olduğunun ve bu döngünün önerilen büyüklüğünün doğru olduğunun ilk deneysel onayıydı ve von Weizsäcker ve Bethe haklı olduğunu gösteriyordu.

Soğuk CNO döngüler

CNO-I

¹²₆C → ¹³₇N → ¹³₆C → ¹⁴₇N → ¹⁵₈O → ¹⁵₇N → ¹²₆C

CNO-II

¹⁵₇N → ¹⁶₈O → ¹⁷₉F → ¹⁷₈O → ¹⁴₇N → ¹⁵₈O → ¹⁵₇N

CNO-III

¹⁷₈O → ¹⁸₉F → ¹⁸₈O → ¹⁵₇N → ¹⁶₈O → ¹⁷₉F → ¹⁷₈O

CNO-IV

¹⁸₈O → ¹⁹₉F → ¹⁶₈O → ¹⁷₉F → ¹⁷₈O → ¹⁸₉F → ¹⁸₈O

Sıcak CNO döngüler

HCNO-I

¹²₆C → ¹³₇N → ¹⁴₈O → ¹⁴₇N → ¹⁵₈O → ¹⁵₇N → ¹²₆C

HCNO-II

¹⁵₇N → ¹⁶₈O → ¹⁷₉F → ¹⁸₁₀Ne → ¹⁸₉F → ¹⁵₈O → ¹⁵₇N

HCNO-III

¹⁸₉F → ¹⁹₁₀Ne→ ¹⁹₉F→ ¹⁶₈O → ¹⁷₉F→ ¹⁸₁₀Ne → ¹⁸₉F

log e - T grafiği; e: PP, CNO ve üçlü-α füzyon proseslerinin rölatif enerjisi, T: sıcaklık; kesikli çizgi, bir yıldızdaki PP ve CNO proseslerinin birleşik enerji üretimini gösterir (Güneş'in çekirdek sıcaklığında, PP prosesi daha verimlidir)

Proton-proton zincirleme reaksiyonuna bakış

Karbon-nitrojen-oksijen çevrimi-1

Karbon-nitrojen-oksijen çevrimi-1 (Antonia Ciccolella) (https://commons.wikimedia.org/wiki/File:CNO_cycle.png)

 

https://en.wikipedia.org/wiki/CNO_cycle

3 Haziran 2021

 

GERİ (yıldız)
GERİ (stellar nükleosentez)