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Concept
Cycle carbone-azote-oxygène
Résumé
Le cycle carbone-azote-oxygène (ou, avec les symboles chimiques, cycle CNO), parfois appelé cycle de Bethe, ou cycle de Bethe-Weizsäcker, est l'une des deux réactions de fusion nucléaire par lesquelles les étoiles convertissent de l'hydrogène en hélium ; l'autre réaction est la chaîne proton-proton.
Alors que la chaine proton-proton est le principal type de fusion dans les étoiles de masse inférieure ou égale à celle du Soleil, les modèles théoriques montrent que le cycle carbone-azote-oxygène est la source principale d'énergie dans les étoiles de masse plus élevée. Il fut proposé par les physiciens Hans Bethe et Carl Friedrich von Weizsäcker en 1938-1939.
Ce cycle est aussi probablement la principale source de production d'azote, qui s'équilibre avec la quantité de carbone présente selon la fréquence relative des différentes réactions.
vignette|Détails du cycle CNO se produisant à l'intérieur d'une étoile.
redresse=1.33|vignette|Le cycle carbone-azote-oxygène.
En réalité, il n'y a pas un, mais trois cycles qui sont importants d'un point de vue astrophysique.
Le cycle principal est le suivant :
{| border="0"
| + || ⟶
| + γ ||+
|-----
| || ⟶
| + e + ν ||+
|-----
| + || ⟶
| + γ ||+
|-----
| + || ⟶
| + γ ||+
|-----
| || ⟶
| + e + ν ||+
|-----
| + || ⟶
| + ||+
|}
Ce cycle a pour résultat la fusion, par capture de protons, de quatre noyaux d'hydrogène (H, ou protons) en un seul noyau d'hélium (He, ou particule alpha), et fournit de l'énergie en concordance avec l'équation d'Einstein : E=mc. Dans ces réactions, le carbone sert de catalyseur, il est régénéré à la fin du cycle.
À la dernière étape de ce cycle principal, là où le dernier proton absorbé par le noyau de N permet de restaurer le noyau de C initial, il existe une autre voie : celle de la création d'un noyau de O (accompagnée d'une émission γ). Cette autre voie arrive avec une probabilité de 0,04 % (soit 1 fois sur 2500), le bilan n'est alors plus une production d'hélium He, mais une transformation du carbone C en oxygène O.
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