Proton-protonový cyklus, také nazývaný Proton-protonová reakce, řetězec termonukleárních reakcí, který je hlavním zdrojem energie vyzařované Sluncem a dalšími chladnými hvězdami hlavní sekvence. Další sled termonukleárních reakcí, nazývaný uhlíkový cyklus, poskytuje velkou část energie uvolňované horkými hvězdami.
V cyklu proton-proton jsou čtyři atomy vodíku (protony) sloučeny do jednoho jádra helia; 0,7 procenta původní hmotnosti se ztratí hlavně přeměnou na tepelnou energii, ale část energie unikne ve formě neutrin (ν). Nejprve se dvě atomy vodíku (1 H) spojí a vytvoří jádro vodíku-2 (2 H, deuterium) s emisí pozitivního elektronu (e +, pozitron) a neutrin (ν). Jádro vodíku-2 poté rychle zachytí další proton a vytvoří jádro helia-3 (3 He), zatímco vyzařuje paprsek gama (y). V symbolech:
Od tohoto okamžiku může reakční řetěz sledovat jakoukoli z několika cest, vždy však vede k jednomu jádru helia-4 s celkovou emisí dvou neutrin. Energie emitovaných neutrin je odlišná pro různé cesty. V nejpřímějším pokračování dvě jádra helia-3 (vyrobená jak je uvedeno výše) tvoří jedno jádro helia-4 (4 He, alfa částice) s uvolněním dvou protonů,Cesta, která produkuje nejenergičtější neutrina, používá jádro helia-4 jako katalyzátor a cykluje v izotopech berylia a boru v přechodných stavech. V symbolech:
Druhá cesta nastává pouze při relativně vysokých teplotách a je zajímavá, protože taková energetická neutrina byla detekována ve velkém měřítku experimentu s použitím tetrachlorethylenu jako detekčního média. Jiné experimenty detekovaly neutrina z reakcí při nižší teplotě, včetně počáteční proton-protonové reakce. Míra detekce ve všech těchto experimentech byla menší, než bylo teoreticky předpovězeno. Předpokládá se, že je tomu tak proto, že elektron-neutrina emitovaná Sluncem se změnila na mion-neutrina nebo tau-neutrina před dosažením detektorů, které byly optimalizovány pro detekci elektronově neutrin. Porovnejte uhlíkový cyklus.
