La catena protone-protone è uno dei meccanismi con cui avvengono le reazioni termonucleari nelle stelle, in particolare delle stelle più comuni come il nostro Sole. L’altro meccanismo è la catena carbonio-azoto-ossigeno che ha luogo nelle stelle il cui nucleo raggiunge temperature superiori, approssimativamente di 1 miliardo di gradi, mentre per le reazioni protone-protone sono sufficienti 5 milioni di gradi circa (Il Sole ha un nucleo intorno ai 15 milioni di gradi).
La reazione si attua in tre fasi. Due nuclei di idrogeno (due protoni) sospinti l’uno verso l’altro, se riescono a superare la repulsione elettrica e collidono, vengono agganciati dalla forza forte e danno origine ad un nucleo di deuterio. L’interazione infatti trasforma uno dei due protoni in un neutrone, liberando un neutrino elettronico ed un positrone (un antielettrone, che da buona antiparticella del negativo elettrone, ha carica positiva). Successivamente, il nucleo di deuterio così formato può incontrare un altro protone libero e con la stessa tecnica dell’accoppiamento protone-protone essere agganciato al nucleo di deuterio che, in questo modo, diventa un nucleo di elio3 (un nucleo di elio -cioè con due protoni- ed un neutrone, per un totale di 3 nucleoni).
Nella terza fase due nuclei di elio3 interagiscono tra loro dando vita ad un nucleo di elio4 (con due protoni e due neutroni, per un totale di 4 nucleoni) e liberando nell’ambiente due protoni in eccesso che possono dare origine nuovamente ad altre reazioni.
Le tre figure seguenti mostrano le fasi della catena.
