恒星にて行なわれている核融合反応の一つ。

目次 概要 特徴 CNO-Iサイクル CNO-IIサイクル OFサイクル

概要

主として大質量星で起こっている反応。太陽でも僅かに起こってはいるが、温度が足りないため主力にはなっていない。

「サイクル」ということで、反応が一巡すると元に戻る特徴があるが、前提として事前に¹²Cや¹⁶Oなどの「種」が必要となる。第二世代以降の大質量星の場合、かつての第一世代が作ったこれらをあらかじめ持って生まれるため、この反応が可能となる。

特徴

CNO-Iサイクル

「サイクル」の名の通り、¹²C→¹³N→¹³C→¹⁴N→¹⁵O→¹⁵N→¹²C、というように、また元に戻ってくる。

• ¹²C + ¹H → ¹³N + γ
• ¹³N → ¹³C + e⁺ + ν_e (β崩壊、陽子は中性子に変換される)
• ¹³C + ¹H → ¹⁴N + γ
• ¹⁴N + ¹H → ¹⁵O + γ
• ¹⁵O → ¹⁵N + e⁺ + ν_e (β崩壊、陽子は中性子に変換される)
• ¹⁵N + ¹H → ¹²C + ⁴He

最後に生じた¹²C は、また最初の反応で使われる。

CNO-IIサイクル

非常にまれに、CNO-Iサイクルから次のような分岐が生じることがある。これも、¹⁵N→¹⁶O→¹⁷F→¹⁷O→¹⁴N→¹⁵O→¹⁵N、というように、また元に戻ってくる。

• ¹⁵N + ¹H → ¹⁶O + γ
• ¹⁶O + ¹H → ¹⁷F + γ
• ¹⁷F → ¹⁷O + e⁺ + ν_e (β崩壊、陽子は中性子に変換される)
• ¹⁷O + ¹H → ¹⁴N + ⁴He
• ¹⁴N + ¹H → ¹⁵O + γ
• ¹⁵O → ¹⁵N + e⁺ + ν_e (β崩壊、陽子は中性子に変換される)

OFサイクル

大質量星では、CNO-IIサイクルの¹⁷O + ¹Hの結果、¹⁴N + ⁴Heではなく¹⁸Fを生じ、分岐することがある。

これも、¹⁷O→¹⁸F→¹⁸O→¹⁹F→¹⁶O→¹⁷F→¹⁷O、というように、また元に戻ってくる。OとFが交互になっているため、OFサイクルという。

• ¹⁷O + ¹H → ¹⁸F + γ
• ¹⁸F → ¹⁸O + e⁺ + ν_e (β崩壊、陽子は中性子に変換される)
• ¹⁸O + ¹H → ¹⁹F + γ
• ¹⁹F + ¹H → ¹⁶O + ⁴He
• ¹⁶O + ¹H → ¹⁷F + γ
• ¹⁷F → ¹⁷O + e⁺ + ν_e (β崩壊、陽子は中性子に変換される)

リンク

用語の所属
核融合
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