Ciclul proton-proton, numit și reacția proton-proton, lanț de reacții termonucleare care este sursa principală a energiei radiate de Soare și de alte stele reci din secvența principală. O altă secvență de reacții termonucleare, numită ciclul carbonului, furnizează o mare parte din energia eliberată de stelele mai fierbinți.
În cadrul unui ciclu proton-proton, patru nuclee de hidrogen (protoni) se combină pentru a forma un nucleu de heliu; 0,7 la sută din masa inițială se pierde în principal prin transformarea în energie termică, dar o parte din energie scapă sub formă de neutrini (ν). Mai întâi, două nuclee de hidrogen (1H) se combină pentru a forma un nucleu de hidrogen-2 (2H, deuteriu), cu emiterea unui electron pozitiv (e+, pozitron) și a unui neutrino (ν). Apoi, nucleul de hidrogen-2 captează rapid un alt proton pentru a forma un nucleu de heliu-3 (3He), emițând în același timp o rază gamma (γ). În simboluri:
Din acest punct, lanțul de reacție poate urma mai multe căi, dar întotdeauna are ca rezultat un nucleu de heliu-4, cu emiterea a doi neutrini în total. Energia neutrinilor emiși este diferită pentru diferitele căi. În continuarea cea mai directă, două nuclee de heliu-3 (produse așa cum s-a indicat mai sus) formează un nucleu de heliu-4 (4He, particulă alfa) cu eliberarea a doi protoni,
Calea care produce cei mai energetici neutrini folosește un nucleu de heliu-4 ca și catalizator și parcurge ciclic izotopi de beriliu și bor în stări intermediare. În simboluri:
Această ultimă cale are loc numai la temperaturi relativ ridicate și prezintă interes deoarece astfel de neutrini energetici au fost detectați într-un experiment la scară largă folosind tetracloroetilena ca mediu de detecție. Alte experimente au detectat neutrini din reacții la temperaturi mai scăzute, inclusiv reacția inițială proton-proton. Ratele de detecție în toate aceste experimente au fost mai mici decât cele prevăzute teoretic. Se crede că acest lucru se datorează faptului că neutrinii electroni-neutrini emiși de Soare s-au transformat în neutrinii muoni sau neutrinii tau înainte de a ajunge la detectoare, care au fost optimizate pentru a detecta neutrinii electroni. Comparați ciclul carbonului.
.