별이 헬륨핵융합반응을 할때 탄소를 만드는 이유가 뭔가요
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별이 헬륨핵융합반응을 할때 탄소를 만드는 이유가 뭔가요
고등교육과정에서는 설명하지 않는, 대학교 천문학 전공 이상으로 가야 다루는 내용입니다.
별 내부에서 일어나는 핵융합은 질량수가 4인 4헬륨에 의한 융합이 보편적인 반응입니다.
따라서 수소 핵융합 이후 단계에서 생성되는 원소들은 질량수가 4의 배수인 원소들(20네온, 24마그네슘 등) 이 대부분입니다.
헬륨 핵융합은 삼중알파과정이라 하며 다음과 같은 두 단계로 일어납니다.(모두 원자핵을 표시한 것이며 발생하는 에너지, 감마선은 적지 않았습니다)
1. 4He + 4He → 8Be
2. 8Be + 4He → 12C
이 때, 중간에 생성되는 8Be는 대단히 불안정한 상태로 아주 짧은 시간만 지속되고 곧바로 옆의 4He와 반응하여 최종적으로 12C를 만들게 됩니다.
참고로 12C는 또 다른 헬륨 핵융합과 반응하여 다음과 같이 16산소를 만들 수 있습니다.
12C + 4He → 16O
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