Протон-протонний цикл
Протон-протонний цикл - сукупність термоядерних реакцій. в ході яких водень перетворюється в гелій в зірках. знаходяться на головній зоряної послідовності. основна альтернатива CNO-циклу. Протон-протонний цикл домінує в зірках з масою порядку маси Сонця або менше [1] [2]. на нього припадає до 98% енергії, що виділяється [3]
Цикл прийнято ділити на три основних ланцюжка: ppI. ppII. ppIII. Істотний внесок в енерговиділення вносять тільки перші дві. Решта перетворення істотні тільки при точному підрахунку кількості високоенергічних нейтрино.
Продукти протон-протонного циклу
Кінцевим продуктом ланцюжка ppI, домінуючою при температурах від 10 до 14 мільйонів градусів, є ядро атома гелію, що виникло в результаті злиття чотирьох протонів з виділенням енергії, еквівалентної 0,7% маси цих протонів. Цикл включає в себе три стадії. Спочатку два протона, що мають достатньо енергії, щоб подолати кулонівський бар'єр. зливаються, утворюючи дейтрон. позитрон і електронне нейтрино; потім дейтрон зливається з протоном, утворюючи ядро 3 He; нарешті, два ядра атома гелію-3 зливаються, утворюючи ядро атома гелію-4. При цьому вивільняються два протона.
Інші два ланцюжки (ppII і ppIII) вносять вклад в цикл при більш високих температурах, ніж ppI. На Сонці близько 85% злиттів водню в гелій-4 відбуваються через ppI.
Час, через яке Сонце витратить своє "паливо" і термоядерна реакція припиниться, оцінюється в 6 мільярдів років.
Протон-протонний цикл (всі три ланцюжки, а також hep- і pep-гілки).
У деяких випадках (на Сонце 0,25%, або в одній реакції з 400) злиття протонів в ядро дейтерію відбувається не з емісією позитрона, а з поглинанням електрона. Це злиття двох протонів і електрона називається pep-реакцією (по часткам в початковому стані); в ній випромінюється моноенергетичного нейтрино з енергією 1,44 МеВ.
Зазвичай ядро гелію-3, що утворилося у другій реакції pp-циклу після злиття дейтрона і протона, реагує з іншим ядром 3 He (гілка ppI, 85% в умовах Сонця) або 4 He (гілки ppII і ppIII, сумарно близько 15% на Сонце ). У дуже рідкісних випадках (10 -5% на Сонце) 3 He захоплює протон з утворенням ядра гелію-4, позитрона і електронного нейтрино. Ця так звана hep-реакція (назва від He + p) рідкісна, так як вона відбувається за допомогою слабкої взаємодії - один з трьох протонів, наявних в початковому стані, повинен перетворитися в нейтрон - в той час як конкуруючі реакції 3 He + 3 He і 3 He + 4 He, незважаючи на більш високий кулонівський бар'єр. не пов'язані зі зміною заряду нуклонів.