CNO-Zyklus
Der CNO-Zyklus oder Kohlenstoff-Stickstoff-Sauerstoff-Zyklus ist einer der beiden maßgeblichen Mechanismen des so genannten Wasserstoffbrennens, durch den Sterne durch Umwandlung von Wasserstoff in Helium Energie freisetzen; der andere Mechanismus ist die Proton-Proton-Kette. Der Name CNO-Zyklus leitet sich von den an der Reaktion beteiligten Elementen Kohlenstoff (C), Stickstoff (N) und Sauerstoff (O) ab.
Der CNO-Zyklus tritt in mehreren Varianten auf. Die mit Abstand wichtigste Variante ist der Zyklus CNO-I, der auch als Bethe-Weizsäcker-Zyklus, Kohlenstoff-Stickstoff-Zyklus (CN-Zyklus) oder Kohlenstoffzyklus bekannt ist. Er wurde zwischen 1937 und 1939 von den Physikern Hans Bethe und Carl Friedrich von Weizsäcker entdeckt. Die Bezeichnung „Bethe-Weizsäcker-Zyklus“ wird auch generell für alle Varianten des CNO-Zyklus verwendet.
Anders als bei der Proton-Proton-Kette, bei der zunächst zwei Protonen (Atomkerne des Wasserstoffs) fusionieren und in weiteren Schritten noch zweimal je ein weiteres Proton hinzukommt, sind beim CNO-Zyklus schwerere Atomkerne involviert. Der Zyklus startet mit der Fusion eines Kohlenstoff-12-Kerns (12C) mit einem Proton. Nach diversen Zwischenschritten, bei denen insgesamt drei weitere Protonen hinzukommen, entstehen am Ende ein Helium-4-Kern (4He) und erneut ein 12C-Kern, der nun für einen weiteren Zyklus zur Verfügung steht. Der 12C-Kern und die anderen schweren Kerne, die in den Zwischenschritten entstehen, wirken also als Katalysatoren.