Ero sivun ”Hiilisykli” versioiden välillä

2 240 merkkiä lisätty ,  13 vuotta sitten
Kaavat TeXillä (edellinen ei ollut niin selkeä ja siinä oli muutamia vääriä arvoja energioilla). Luokat. Jatkuu vielä artikkelin loppuosalla.
p (Botti lisäsi: sv:CNO-cykeln)
(Kaavat TeXillä (edellinen ei ollut niin selkeä ja siinä oli muutamia vääriä arvoja energioilla). Luokat. Jatkuu vielä artikkelin loppuosalla.)
'''Hiilisykli''' (hiili-typpi-happi-sykli, CNO-sykli) on tähtien keskustassa tapahtuva [[ydinreaktio]], jossa
[[hiili]] katalysoi [[vety|vedyn]] muuttumista [[helium]]iksi. Tämä tarkoittaa sitä, että hiili helpottaa vedyn yhdistymistä heliumiksi. Hiilisykli alkaa toimia 13 mega[[kelvin]]in (miljoonan kelvinasteen) lämpötilassa, mutta siitä tulee tärkeä osa tähden energiantuotannosta vasta 17 megakelvinin lämpötilassa. Toinen tähtien sisuksissa toimiva reaktio on protoni-protoni-rektio, joka on vallitseva mm. [[Aurinko|Auringossa]]. Hiilisykli tuottaa hyvin vähän energiaa Auringossa.
Toinen tähtien sisuksissa toimiva reaktio on protoni-protoni-rektio, joka on vallitseva mm. [[Aurinko|Auringossa]]. Hiilisykli tuottaa hyvin vähän energiaa Auringossa.
 
==Hiilisyklin kulku==
Hiiliatomi yhdistyy vetyatomiin, jolloin syntyy [[typpi]]-13-atomi ja [[fotoni]] [[gammasäteily]]alueella.
 
*12C<math>_6^{12} C + 1H_1 H 13N\rightarrow _7^{13} N + γ\gamma + 1,95 [[MeV]] (vety sisään)</math>
*13N → 13C + e+ + νe +1,37 MeV
*13C + 1H → 14N + γ +7,54 MeV (vety sisään)
*14N + 1H → 15O + γ +7,35 MeV (vety sisään)
*15O → 15N + e+ + νe +1,86 MeV
*15N + 1H → 12C + 4He +4,96 MeV (vety sisään, tuote: heliumatomi)
 
Typpiatomi hajoaa [[positroniemissio]]lla hiili-13-atomiksi, [[positroni]]ksi ja elektronin [[neutriino]]ksi.
0,04% tästä reaktiosta tapahtuukin näin.
 
<math>_7^{13} N \rightarrow _6^{13} C + e^+ + v_e + 2,22 MeV</math>
*15N + 1H → 16O + γ
*16O + 1H → 17F + γ
*17F → 17O + e+ + νe
*17O + 1H → 14N + 4He
 
Hiiliatomi yhdistyy vetyatomin kanssa, syntyy typpi-14-atomi ja gammafotoni.
 
<math>_6^{13} C + _1 H \rightarrow _7^{14} N + \gamma + 7,54 MeV</math>
 
Typpi-14 yhdistyy vedyn kanssa, syntyy [[happi]]-15-atomi ja gammafotoni.
 
<math>_7^{14} N + _1 H \rightarrow _8^{15} O + \gamma + 7,35 MeV</math>
 
Happi hajoaa positroniemissiolla typpi-15-atomiksi, positroniksi ja neutriinoksi.
 
<math>_8^{15} O \rightarrow _7^{15} N + e^+ + v_e + 2,75 MeV</math>
 
Typpi yhdistyy vedyn kanssa, syntyy hiili-12-atomi ja helium-4-atomi.
 
<math>_7^{15} N + _1 H \rightarrow _6^{12} C + _2^4 He + 4,96 MeV</math>
 
Hiilisyklissä kiertää siten periaatteessa vain yksi atomi, ja syklin päätyttyä syntynyt hiiliatomi voi jatkaa uudestaan syklin alusta. Sykliin kuluu neljä vetyatomia ja tuloksena on yksi heliumatomi. Näiden [[Massa|massoja]] vertaamalla selviää, että 0,7% massasta on muuttunut [[energia]]ksi, mikä yhden syklin kohdalla vastaa 26,73 [[Elektronivoltti|MeV]] energiaa. Tästä osa vapautuu neutriinoina, jotka eivät vuorovaikuta tähden materian kanssa eivätkä lämmitä sitä.
 
=== Toinen haara ===
Auringossa 0,04% hiilisykleistä tapahtuu eri lailla. Päähaaran viimeisessä reaktiossa ei synnykään hiili-12- ja helium-4-atomeja, vaan sykli etenee seuraavasti:
 
Typpi-15 yhdistyy vedyn kanssa, syntyy happi-16-atomi ja gammafotoni.
 
<math>_7^{15} N + _1 H \rightarrow _8^{16} O + \gamma + 12,13 MeV</math>
 
Happi yhdistyy vedyn kanssa, syntyy [[fluori]]-17-atomi ja gammafotoni.
 
<math>_8^{16} O + _1 H \rightarrow _9^{17} F + \gamma + 0,6 MeV</math>
 
Fluori hajoaa positroniemissiolla.
 
<math>_9^{17} F \rightarrow _8^{17} O + e^+ + v_e + 2,76 MeV</math>
 
Happi yhdistyy vedyn kanssa, syntyy typpi-14-atomi ja helium-4-atomi.
 
<math>_8^{17} O + _1 H \rightarrow _7^{14} N + _2^4 He + 1,19 MeV</math>
 
Typpi yhdistyy vedyn kanssa, syntyy happi-15-atomi ja gammafotoni.
 
<math>_7^{14} N + _1 H \rightarrow _8^{15} O + \gamma + 7,35 MeV</math>
 
Happi harjoaa positroniemissiolla ja muuttuu typpi-15:ksi.
 
<math>_8^{15} O \rightarrow _7^{15} N + e^+ + v_e + 2,75 MeV</math>
 
[[Luokka:Tähdet]]
[[Luokka:Ydinfysiikka]]
[[Luokka:Astrofysiikka]]
 
[[ar:دورة CNO]]
181

muokkausta