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Ausblick

BETHE-WEIZSÄCKER-Zyklus

Der BETHE-WEIZSÄCKER- oder CNO-Zyklus (nach den Elementen Kohlenstoff-Stickstoff-Sauerstoff, die als "Katalysator" wirken) wurde zwischen 1937 und 1939 von den Physikern Hans BETHE (1906 - 2005) und Carl Friedrich von WEIZSÄCKER (1912 - 2007) entdeckt. Er ist neben der Proton-Proton-I-Kette die zweite Fusionsreaktionen, durch die Sterne Wasserstoff in Helium umwandeln.

\[ \begin{array}{} {}^{12}_{\; 6}{\mathrm{C}}^+ + {}^1_1{\mathrm{H}}^+ \rightarrow {}^{13}_{\; 7}\mathrm{N}^+ + \gamma \\
\, \\
{}^{13}_{\; 7}\mathrm{N}^+ \rightarrow {}^{13}_{\; 6}\mathrm{C}^+ + \mathrm{e}^+ + \nu_\mathrm{e} \\
\, \\
{}^{13}_{\; 6}\mathrm{C}^+ + {}^1_1{\mathrm{H}}^+ \rightarrow {}^{14}_{\; 7}\mathrm{N}^+ + \gamma \\
\, \\
{}^{14}_{\; 7}\mathrm{N}^+ + {}^1_1{\mathrm{H}}^+ \rightarrow {}^{15}_{\; 8}\mathrm{O}^+ + \gamma \\
\, \\
{}^{15}_{\; 8}\mathrm{O}^+ \rightarrow {}^{15}_{\; 7}\mathrm{N}^+ + \mathrm{e}^+ + \nu_\mathrm{e} \\
\, \\
{}^{15}_{\; 7}\mathrm{N}^+ + {}^1_1{\mathrm{H}}^+ \rightarrow {}^{12}_{\; 6}{\mathrm{C}}^+ + {}^{4}_{2}{\mathrm{He}}^+
\end{array} \]

Die Energiebilanz ist dieselbe wie bei der p-p-I-Kette, nämlich 26,7 MeV pro Durchlauf.

Die Proton-Proton-Kette spielt vorallem bei Sternen mit Größen bis zur Masse der Sonne eine Rolle. Der BETHE-WEIZSÄCKER ist hingegen in schwereren Sternen die vorherrschende Energiequelle.

Der BETHE-WEIZSÄCKER-Zyklus läuft erst ab Temperaturen über 14 Millionen Kelvin mit genügender Häufigkeit ab und ist ab 30 Millionen Kelvin vorherrschend.

Der BETHE-WEIZSÄCKER-Zyklus setzt das Vorhandensein einer gewissen Menge an Kohlenstoff 12C voraus. Da beim Urknall vermutlich kein Kohlenstoff entstehen konnte, war es den Sternen der ersten Generation anfangs unmöglich, Energie auf diese Art zu erzeugen.