탄소순환
다른 표기 언어 carbon cycle , 炭素循環 동의어 탄소-질소순환, carbon-nitrogen cycle
요약
뜨거운 별의 복사 에너지 대부분을 만드는 일련의 열핵 반응.
탄소-질소 순환이라고도 함.
탄소순환(carbon cycle)
이것은 태양의 최소 에너지이며 아주 차가운 별에서는 일어나지 않는다. 4개의 수소핵이 하나의 헬륨 핵으로 전환되며, 질량-에너지 동등법칙(E〓mc2)에 따라 질량이 에너지의 형태로 방출된다. 이 과정은 1938년 독일 태생 미국의 물리학자 한스 베테가 최초로 설명했다.
탄소순환 반응은 다음과 같다.
탄소-12(12C)의 원자핵이 수소핵(1H, 양성자)을 포획하여 질소-13(13N) 원자핵을 형성하고, 감마(γ)선을 방출한다. 13N 원자핵은 양전자(e+)를 방출하고 13C이 된다. 이 핵은 다른 양성자를 포획하여 질소-14(14N)가 되며, 또다른 감마선을 방출한다. 14N는 양성자를 포획하여 산소-15(15O)가 된다. 이 원자핵은 양전자를 방출해 15N로 변하며, 마침내 15N 원자핵은 양성자를 포획해 12C원자핵과 질량수 4인 헬륨 원자핵(알파 입자, 4He)으로 붕괴된다. 이 과정을 반응식으로 나타내면 다음과 같다.
12C + 1H → 13N + γ
13N → 13C + e+
13C + 1H → 14N + γ
14N + 1H → 15O + γ
15O → 15N + e+
15N + 1H → 12C + 4He + γ