Proton-protoncykel, även kallad proton-protonreaktion, kedja av termonukleära reaktioner som är huvudkällan till den energi som strålar ut från solen och andra svala huvudsekvensstjärnor. En annan sekvens av termonukleära reaktioner, kallad kolcykeln, ger mycket av den energi som frigörs av varmare stjärnor.
I en proton-protoncykel kombineras fyra vätekärnor (protoner) för att bilda en heliumkärna. 0,7 procent av den ursprungliga massan går förlorad främst genom omvandling till värmeenergi, men en del energi går förlorad i form av neutrinos (ν). Först kombineras två vätekärnor (1H) för att bilda en väte-2-kärna (2H, deuterium) med utsläpp av en positiv elektron (e+, positron) och en neutrino (ν). Väte-2-kärnan fångar sedan snabbt in ytterligare en proton för att bilda en helium-3-kärna (3He), samtidigt som den avger en gammastråle (γ). I symboler:
Från denna punkt kan reaktionskedjan följa någon av flera vägar, men den resulterar alltid i en helium-4-kärna, med utsläpp av totalt två neutriner. Energin hos de utsända neutrinerna är olika för de olika banorna. I den mest direkta fortsättningen bildar två helium-3-kärnor (producerade enligt ovan) en helium-4-kärna (4He, alfapartikel) med utsläpp av två protoner,
Den väg som ger upphov till de mest energirika neutrinerna använder en helium-4-kärna som katalysator och cirkulerar genom beryllium- och borisotoper i mellanliggande tillstånd. I symboler:
Den sistnämnda vägen inträffar endast vid relativt höga temperaturer och är av intresse eftersom sådana energirika neutriner upptäcktes i ett storskaligt experiment där man använde tetrakloretylen som detektionsmedium. Andra experiment har upptäckt neutriner från reaktioner vid lägre temperaturer, inklusive den inledande proton-proton-reaktionen. Detektionsfrekvensen i alla dessa experiment var lägre än vad som teoretiskt förutsetts. Detta tros bero på att de elektron-neutriner som sänds ut av solen ändras till muon-neutriner eller tau-neutriner innan de når detektorerna, som var optimerade för att detektera elektron-neutriner. Jämför kolcykeln.