陽子-陽子サイクルは、陽子-陽子反応とも呼ばれ、太陽や他の冷たい主系列星が放射するエネルギーの主な源である熱核反応の連鎖です。
陽子-陽子サイクルでは、4 つの水素原子核 (陽子) が結合して 1 つのヘリウム原子核を形成し、元の質量の 0.7 % が主に熱エネルギーに変換されて失われますが、一部のエネルギーはニュートリノ (ν) の形で放出されます。 まず、2個の水素原子核(1H)が結合して、正電子(e+、陽電子)とニュートリノ(ν)を放出しながら水素-2原子核(2H、重水素)を形成します。 その後、水素2原子核は、ガンマ線を放出しながら、急速にもう一つの陽子を捕獲してヘリウム3原子核(3He)を形成する。
この時点から、反応の連鎖はいくつかの経路をたどりますが、必ずヘリウム4核が1つでき、合計2個のニュートリノが放出されます。 放出されるニュートリノのエネルギーは経路の違いにより異なる。 最も直接的な経路では,2つのヘリウム-3原子核(上に示したように生成される)が2つの陽子を放出しながら1つのヘリウム-4原子核(4He,アルファ粒子)を形成し,
最もエネルギーの高いニュートリノを生成する経路は触媒としてヘリウム-4原子核を用いて,中間状態のベリリウムとボロン同位体を循環させるものです。
後者の経路は比較的高い温度でのみ発生し、テトラクロロエチレンを検出媒体として用いた大規模実験で、そのように高エネルギーなニュートリノが検出されたので興味深いものです。 他の実験では,最初の陽子-陽子反応を含むより低温の反応からのニュートリノが検出されています。 これらの実験の検出率は全て理論的に予測された値よりも小さかった。 これは、太陽から放出された電子ニュートリノが、電子ニュートリノを検出するために最適化された検出器に到達する前にミューニュートリノやタウニュートリノに変化したためだと考えられています。 炭素循環を比較する
。