CNO 순환

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CNO 순환(CNO cycle)은 항성수소헬륨으로 바꾸면서 핵융합을 하는 두 가지 방법 중의 하나이다. 다른 하나는 양성자-양성자 연쇄 반응이다. CNO는 탄소-질소-산소의 순환 과정을 의미한다.

양성자-양성자 연쇄가 태양 혹은 그 이하 질량을 가진 항성에서 중요한 것에 비해, CNO 순환은 더욱 무거운 항성에서 훨씬 중요한 에너지원이다. CNO 순환은 1938년 한스 베테가 제안하였다.

CNO 순환 과정의 반응은 다음과 같다.

12C + 1H 13N + γ +1.95 MeV
13N 13C + e+ + νe +1.37 MeV
13C + 1H 14N + γ +7.54 MeV
14N + 1H 15O + γ +7.35 MeV
15O 15N + e+ + νe +1.86 MeV
15N + 1H 12C + 4He +4.96 MeV

이 과정의 결과를 살펴보면, 네 개의 양성자가 하나의 알파 입자(즉 헬륨 원자핵)와 두 개의 양전자, 두 개의 중성미자를 형성하며, 감마선을 통해 에너지를 방출한다. 탄소, 산소, 질소촉매의 역할이며 재사용된다.

이 반응 도중에 0.04%의 시간 동안 일어나는 다른 갈래로는, 위 반응에서의 마지막 반응이 12C와 4He을 생성하지 않고, 대신 16O와 광자를 생성하는 것이며, 이후 다음 과정을 계속한다.

15N + 1H 16O + γ
16O + 1H 17F + γ
17F 17O + e+ + νe
17O + 1H 14N + 4He

주 갈래의 탄소, 질소, 산소와 마찬가지로, 플루오린 역시 촉매의 일종이며 평형 상태에서 항성 내부에 축적되지 않는다.

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