Ciclo protón-protón, también llamado Reacción protón-protón, cadena de reacciones termonucleares que es la principal fuente de la energía irradiada por el Sol y otras estrellas frías de la secuencia principal. Otra secuencia de reacciones termonucleares, llamada ciclo del carbono, proporciona gran parte de la energía liberada por las estrellas más calientes.
En un ciclo protón-protón, cuatro núcleos de hidrógeno (protones) se combinan para formar un núcleo de helio; el 0,7 por ciento de la masa original se pierde principalmente por conversión en energía térmica, pero parte de la energía se escapa en forma de neutrinos (ν). En primer lugar, dos núcleos de hidrógeno (1H) se combinan para formar un núcleo de hidrógeno-2 (2H, deuterio) con la emisión de un electrón positivo (e+, positrón) y un neutrino (ν). A continuación, el núcleo de hidrógeno-2 captura rápidamente otro protón para formar un núcleo de helio-3 (3He), al tiempo que emite un rayo gamma (γ). En símbolos:
A partir de este punto la cadena de reacción puede seguir cualquiera de varios caminos, pero siempre da lugar a un núcleo de helio-4, con la emisión de dos neutrinos en total. La energía de los neutrinos emitidos es diferente para los distintos caminos. En la continuación más directa, dos núcleos de helio-3 (producidos como se ha indicado anteriormente) forman un núcleo de helio-4 (4He, partícula alfa) con la liberación de dos protones,
El camino que produce los neutrinos más energéticos utiliza un núcleo de helio-4 como catalizador y pasa por los isótopos de berilio y boro en estados intermedios. En símbolos:
Este último camino ocurre sólo a temperaturas relativamente altas y es de interés porque tales neutrinos energéticos fueron detectados en un experimento a gran escala usando tetracloroetileno como medio de detección. Otros experimentos han detectado neutrinos procedentes de reacciones a menor temperatura, incluyendo la reacción inicial protón-protón. Las tasas de detección en todos estos experimentos fueron menores que las predichas teóricamente. Se cree que esto se debe a que los neutrinos de electrones emitidos por el Sol cambiaron a neutrinos de muones o neutrinos de tau antes de llegar a los detectores, que estaban optimizados para detectar neutrinos de electrones. Comparar el ciclo del carbono.