Protonprotonkedjan

Protonprotonkedjan, ofta kallad p-p kedjan, är en serie kärnfusionsreaktioner som omvandlar fyra protoner till en helium-4-nuklid och frigör energi i stjärnors kärnor. Den dominerar energiproduktionen i sol- och liknande huvudseriestjärnor (med kärntemperaturer runt 10–15 miljoner kelvin) och står för större delen av deras strålning. Kedjan består av flera vägar, där PP I är den mest sannolika vid normala kärntemperaturer, medan PP II och PP III blir mer betydelsefulla vid högre temperaturer.

De viktigaste stegen är: (1) två protoner fusionerar till deuterium: p + p → d + e⁺ + ν_e; (2) deuterium fusionerar med en proton till helium-3: d + p → ³He + γ; (3) därefter antingen ³He + ³He → ⁴He + 2p (PP I), eller vidare i PP II och PP III-vägarna. PP II följer ³He + ⁴He → ⁷Be + γ; ⁷Be kan genom elektroninfångning bilda ⁷Li och ν_e, och ⁷Li + p → 2 ⁴He. PP III-rutten innebär ⁷Be + p → ⁸B + γ; ⁸B decays via β⁺-emission till ⁸Be* och ν_e, varpå ⁸Be sönderfaller till 2 ⁴He.

Nettoresultatet är bildandet av en helium-4-nuklid från fyra protoner, tillsammans med två positroner och två neutriner, samt energi ungefär 26,7 MeV per helium-4 som produceras. En del av energin försvinner i form av neutriner som lämnar stjärnans kärna; resten värmer stjärnan.

Betydelse och kontext: protonprotonkedjan är den primära energikällan i solen och liknande stjärnor; vid högre massor blir CNO-cykeln viktigare. Kedjan beskrevs teoretiskt av Hans Bethe 1939 och har varit central för förståelsen av stjärnornas energi och solneutrinerna.