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Proton-proton chain

The proton-proton chain reaction (also known as the PP chain) is one of two fusion reactions by which stars convert hydrogen to helium, the other being the CNO cycle. The proton-proton chain is more important in stars the size of the Sun or less.

The first step involves the fusion of two hydrogen nuclei ¹H (protons) into deuterium ²H, releasing a positron as one proton changes into a neutron, and a neutrino. To overcome the electromagnetic repulsion between two hydrogen nuclei requires a large amount of energy, and this reaction takes an average of 10 billion years to complete. It is because the slowness of this reaction that the Sun is still shining; if it where faster, the Sun would have exhausted its hydrogen long ago.

¹H + ¹H → ²H + e⁺ + ν_e + 0.42 MeV

The positron immediately annihilates with one of the hydrogen's electrons, and their mass energy is carried off by two gamma ray photons.

e⁺ + e^- → 2γ + 1.02 MeV

After this the deuterium produced in the first stage can fuse with another hydrogen to produce a light isotope of helium, ³He:

²H + ¹H → ³He + γ + 5.49 MeV

Finally, after millions of years, two of the helium nuclei ³He produced can fuse together to make the common helium isotope ⁴He, releasing two hydrogen nuclei to start the reaction again through three different paths called PP1, PP2 and PP3:

PP1:

³He +³He → ⁴He + ¹H + ¹H + 12.86 MeV

The complete PP1 chain reaction releases a net energy of 26.7 MeV. PP1 chain is dominant in temperatures of 10-14 million Kelvin. Below 10 million Kelvin, the PP chain doesn't produce much ⁴He.

PP2:

       ³He + ⁴He → ⁷Be + γ

       ⁷Be + e^- → ⁷Li + ν_e

       ⁷Li + ¹H → ⁴He + ⁴He

PP2 chain is dominant in temperatures of 14-23 million Kelvin.

PP3:

       ³He + ⁴He → ⁷Be + γ

       ⁷Be + ¹H → ⁸B + γ

       ⁸B → ⁸Be + e⁺ + ν_e

       ⁸Be ↔ ⁴He + ⁴He

PP3 chain is dominant if the temperatures exceeds 23 million Kelvin.

See also:

Triple-alpha process

die.html">Die Sage lügt! Sie lebt, und du verschwiegest uns? Isabella. Hört, was gesäet ward in frührer Zeit --Ihr wart noch zarte Knaben, aber schon Der ewig nie mehr wiederkehren möge, Da wurde eurem Vater eines Tages Er säh' aus seinem hochzeitlichen Bette Dicht in einander flechtend--zwischen beiden Zur Flamme, die, der Bäume dicht Gezweig Und, um sich wüthend, schnell das ganze Haus Befragt' der Vater einen sternekundigen An dem sein Herz mehr hing, als mir gefiel, Erklärte: wenn mein Schooß von einer Tochter Die beiden Söhne und sein ganzer Stamm Der Vater aber gab den grausamen Ins Meer zu werfen. Ich vereitelte Durch eines treuen Knechts verschwiegnen Dienst. Don Cesar. O, nicht an Rath gebricht's der Mutterliebe! Isabella. Allein trieb mich, das Kindlein zu verschonen. Orakel, als mein Schooß mit dieser Tochter Sah ich im Grase spielen, und ein Löwe Die frisch gejagte Beute trug, und ließ Und aus den Lüften schwang ein Adler sich Und legt es schmeichelnd in den Schooß des Kindes, Gepaart, sich zu des Kindes Füßen nieder. Ein gottgeliebter Mann, bei dem das Herz Der sprach: "Genesen würd' ich einer Tochter, "In heißer Liebesgluth vereinen würde." Dem Gott der Wahrheit mehr als dem der.

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