Ядерное горение углерода

Ядерные процессы
Радиоактивный распад
Альфа-распад Бета-распад Кластерный распад Двойной бета-распад Электронный захват Двойной электронный захват Гамма-излучение Внутренняя конверсия Изомерный переход Нейтронный распад Позитронный распад Протонный распад Спонтанное деление
Нуклеосинтез
Термоядерная реакция Протон-протонный цикл CNO-цикл Ядерное горение дейтерия Ядерное горение лития Тройная гелиевая реакция Гелиевая вспышка Ядерное горение углерода Углеродная детонация Ядерное горение неона Ядерное горение кислорода Ядерное горение кремния Нейтронный захват r-процесс s-процесс Захват протонов: p-процесс rp-процесс Нейтронизация Реакции скалывания Взрывной нуклеосинтез

Ядерное горение углерода — условное название ядерной реакции слияния ядер углерода-12 в недрах звёзд, с массой более 5-6 масс Солнца[1]. Оно начинается при температуре около 8⋅10^8 К и плотности порядка 10^8 кг/м^3. Далее приведены основные реакции «горения» углерода[2].

Реакции с двухчастичным конечным состоянием:

${\displaystyle \mathrm {_{6}^{12}C} +\mathrm {_{6}^{12}C} \rightarrow \mathrm {_{10}^{20}Ne} +\mathrm {_{2}^{4}He} +Q}$, Q = 4,617 МэВ

${\displaystyle \mathrm {_{6}^{12}C} +\mathrm {_{6}^{12}C} \rightarrow \mathrm {_{11}^{23}Na} +\mathrm {_{1}^{1}H} +Q}$, Q = 2,241 МэВ

${\displaystyle \mathrm {_{6}^{12}C} +\mathrm {_{6}^{12}C} \rightarrow \mathrm {_{12}^{23}Mg} +\mathrm {_{0}^{1}n} -Q}$, Q = 2,599 МэВ

${\displaystyle \mathrm {_{12}^{23}Mg} \rightarrow \mathrm {_{11}^{23}Na} +e^{+}+\nu _{e}+Q}$, Q = 8,51 МэВ

${\displaystyle \mathrm {_{6}^{12}C} +\mathrm {_{6}^{12}C} \rightarrow \mathrm {_{12}^{24}Mg} +\gamma +Q}$, Q = 13,933 МэВ

Реакции с трёхчастичным конечным состоянием:

${\displaystyle \mathrm {_{6}^{12}C} +\mathrm {_{6}^{12}C} \rightarrow \mathrm {_{8}^{16}O} +2\,\mathrm {_{2}^{4}He} -Q}$, Q = 0,113 МэВ

Образованные в этих реакциях нуклиды часто захватывают высвобождающиеся протоны, нейтроны и альфа-частицы. При этом образуется алюминий, кремний и некоторые другие соседние нуклиды:

${\displaystyle \mathrm {_{12}^{24}Mg} +\mathrm {_{1}^{1}H} \rightarrow \mathrm {_{13}^{25}Al} +\gamma }$

Для массивных звезд (более 25 солнечных масс) длительность горения углерода оценивается в 600 лет[3].

См. также

• Звёздный нуклеосинтез
• Ядерное горение кремния
• Ядерное горение неона
• Углеродная детонация

Примечания

1. Girardi, L.; Bressan, A.; Bertelli, G.; Chiosi, C. Evolutionary tracks and isochrones for low- and intermediate-mass stars: From 0.15 to 7 M_sun, and from Z=0.0004 to 0.03 (англ.) // Astronomy and Astrophysics : journal. — 2000. — Vol. 141. — P. 371—383. — doi:10.1051/aas:2000126.
2. Clayton, Donald. Principles of Stellar Evolution and Nucleosynthesis Архивная копия от 28 августа 2017 на Wayback Machine, (1983)
3. http://abyss.uoregon.edu/~js/ast122/lectures/lec18.html Архивная копия от 14 февраля 2020 на Wayback Machine "Stars greater than 25 solar masses undergo a more violent end to their lives. Carbon core burning lasts for 600 years for a star of this size. Neon burning for 1 year, oxygen burning about 6 months (i.e. very fast on astronomical timescales)"

Ссылки

• Распадно-синтезное преобразование элементов
• Горение углерода и кислорода
• http://www.astronet.ru/db/msg/1167293
• Происхождение звёзд и химических элементов