| rdfs:comment
| - 분류:핵과정 삼중 알파 과정은 세 개의 헬륨 원자핵(알파 입자)가 탄소로 변화하는 핵융합 과정이다. 이 급격한 핵융합 반응은 100,000,000 켈빈의 온도에서, 즉 헬륨이 풍부한 항성 내부에서만 발생할 수 있다. 오래된 항성 내부에는 양성자-양성자 연쇄나 CNO 순환의 결과로 생성된 헬륨이 쌓여있게 된다. 항성의 붕괴를 지탱하던 수소 연소가 끝나게 되면, 중심핵은 스스로의 중력에 의해 붕괴하게되며, 붕괴는 압력을 증가시키고, 따라서 중심핵의 온도는 급격히 증가한다. 이윽고 헬륨 연소가 가능해지는 온도에 도달하면, 다음과 같은 반응이 시작된다. 4He + 4He ↔ 8Be 8Be + 4He ↔ 12C + γ + 7.367 MeV 이 과정에서 방출되는 순에너지는 7.275 MeV이다. 첫번째 과정에서 발생하는 베릴륨-8은 불안정하며, 2.6×10-16 초 정도에 두 개의 헬륨핵으로 붕괴한다. 하지만 헬륨 연소가 일어나는 상황이라면, 베릴륨-8은 소수나마 평형상태로 존재할 수 있으며, 다른 알파 입자를 포획하여 탄소-12로 변하게 된다. 즉 탄소-12를 형성하기 위해서는 세 개의 알파 입자가 필요하며, 이러한 이유로 삼중 알파 과정이라고 불린다.
|
| abstract
| - 분류:핵과정 삼중 알파 과정은 세 개의 헬륨 원자핵(알파 입자)가 탄소로 변화하는 핵융합 과정이다. 이 급격한 핵융합 반응은 100,000,000 켈빈의 온도에서, 즉 헬륨이 풍부한 항성 내부에서만 발생할 수 있다. 오래된 항성 내부에는 양성자-양성자 연쇄나 CNO 순환의 결과로 생성된 헬륨이 쌓여있게 된다. 항성의 붕괴를 지탱하던 수소 연소가 끝나게 되면, 중심핵은 스스로의 중력에 의해 붕괴하게되며, 붕괴는 압력을 증가시키고, 따라서 중심핵의 온도는 급격히 증가한다. 이윽고 헬륨 연소가 가능해지는 온도에 도달하면, 다음과 같은 반응이 시작된다. 4He + 4He ↔ 8Be 8Be + 4He ↔ 12C + γ + 7.367 MeV 이 과정에서 방출되는 순에너지는 7.275 MeV이다. 첫번째 과정에서 발생하는 베릴륨-8은 불안정하며, 2.6×10-16 초 정도에 두 개의 헬륨핵으로 붕괴한다. 하지만 헬륨 연소가 일어나는 상황이라면, 베릴륨-8은 소수나마 평형상태로 존재할 수 있으며, 다른 알파 입자를 포획하여 탄소-12로 변하게 된다. 즉 탄소-12를 형성하기 위해서는 세 개의 알파 입자가 필요하며, 이러한 이유로 삼중 알파 과정이라고 불린다. 삼중 알파 과정이 어지간해서는 발생하지 않기 때문에, 탄소를 형성하기 위해서는 오랜 시간이 필요하다. 이는 빅뱅시에 탄소가 형성되지 않았음을 의미한다. 즉 빅뱅 이후 급격히 온도가 감소하여 핵융합에 필요한 온도 이하로 떨어졌기 때문이다. 일반적으로 삼중 알파 과정이 발생하는 확률은 극도로 낮다. 하지만 베릴륨-8의 바닥 상태의 에너지는 거의 두 개의 알파 입자의 에너지와 동일하다. 두 번째 과정에서의 베릴륨-8과 헬륨-4의 에너지의 합은 탄소-12의 들뜬 상태에서의 에너지와 같다. 이러한 이유로, 입사 알파 입자가 베릴륨-8과 융합해서 탄소를 형성할 확률은 크게 증가하게 된다. 삼중 알파 과정의 부가적인 효과로서, 일부 탄소 원자핵은 추가의 헬륨과 결합하여 산소의 안정한 동위원소를 형성하고 에너지를 방출한다. 12C + 4He → 16O + γ 여기서 발생한 산소가 다른 알파 입자와 결합하여 네온을 형성하는 다음 연쇄 과정은 핵-스핀 법칙에 따라 발생하는 것이 매우 어렵다. 이러한 까닭으로 항성 핵합성은 부산물로 엄청난 양의 탄소와 산소를 형성하지만 네온 및 기타 무거운 원소는 만들어내지 못한다. 탄소 및 산소는 이른바 헬륨 핵융합의 찌꺼기이다. 핵융합 과정은 철까지의 원소만 형성할 수 있다. 더 무거운 원소의 경우는 주로 중성자 포획에 의해 만들어진다. 느린 중성자 포획 과정인 S-과정은 무거운 원소의 거의 반을 만들어내며, 다른 반은 빠른 중성자 포획 과정인 R-과정에 의해서 초신성등에서 만들어지는 것으로 알려져 있다.
|
![[RDF Data]](/fct/images/sw-rdf-blue.png)