Protón-protónový cyklus, tiež nazývaný Protón-protónová reakcia, reťazec termonukleárnych reakcií, ktorý je hlavným zdrojom energie vyžarovanej Slnkom a ďalšími chladnými hviezdami hlavnej sekvencie. Ďalšia sekvencia termonukleárnych reakcií nazývaná uhlíkový cyklus poskytuje veľkú časť energie uvoľňovanej horúcimi hviezdami.
V cykle protón-protón sa štyri jadrá vodíka (protóny) skombinujú do jedného jadra hélia; 0,7 percenta pôvodnej hmoty sa stráca hlavne premenou na tepelnú energiu, ale časť energie uniká vo forme neutrín (ν). Najprv sa dve jadrá vodíka (1 H) spoja a vytvoria jadro vodíka-2 (2 H, deutérium) s emisiou pozitívneho elektrónu (e +, pozitrón) a neutrína (v). Jadro vodíka-2 potom rýchlo zachytí ďalší protón a vytvorí jadro hélia-3 (3 He), zatiaľ čo vyžaruje gama žiarenie (y). V symboloch:
Od tohto okamihu môže reakčný reťazec nasledovať ktoroukoľvek z niekoľkých ciest, ale vždy to vedie k jednému jadru hélia-4 s celkovou emisiou dvoch neutrín. Energia emitovaných neutrín sa líši pre rôzne cesty. V najpriamejšom pokračovaní dve jadrá hélia-3 (vyrobené vyššie uvedeným spôsobom) tvoria jedno jadro hélia-4 (4 He, alfa častice) s uvoľnením dvoch protónov,Cesta, ktorá produkuje najenergetickejšie neutrína, využíva ako jadro hélium-4 ako katalyzátor a v medzistupniach cyklizuje izotopy berýlia a bóru. V symboloch:
Druhá cesta sa vyskytuje iba pri relatívne vysokých teplotách a je zaujímavá, pretože takéto energetické neutrína sa detegovali vo veľkom meradle s použitím tetrachlóretylénu ako detekčného média. Iné experimenty detegovali neutrína z reakcií pri nízkych teplotách vrátane počiatočnej protónovo-protónovej reakcie. Miera detekcie vo všetkých týchto experimentoch bola menšia, ako sa teoreticky predpokladalo. Je to tak preto, lebo elektrón-neutrína emitované Slnkom sa pred dosiahnutím detektorov, ktoré boli optimalizované na detekciu elektrónových neutrín, zmenili na miónové neutrína alebo tau-neutrína. Porovnať uhlíkový cyklus.
