Cadena protón-protón

La cadena protón-protón es la fuente primaria de energía de una estrella en la secuencia principal, es decir, de una estrella que se halla en la etapa en que utiliza hidrógeno como combustible. El problema de cómo las estrellas convertían el hidrógeno en helio por fusión nuclear fue resuelto en 1938 por Hans Albrecht Bethe y Charles Critchfield.

Para poder funcionar, la cadena protón-protón requiere temperaturas en torno a los 10.000.000 ºC. A esas temperaturas los elementos no existen en forma de átomos, sino en forma de plasma. En una primera reacción, dos núcleos de hidrógeno (es decir, dos protones), se combinan dando deuterio. Este proceso produce además como subproductos un positrón y un neutrino

El deuterio se fusiona con mucha más facilidad que el hidrógeno normal (el protio), así que se combina con otro protón más para dar un isótopo del helio llamado helio-3, produciéndose también un fotón (es decir, energía). Por último, el núcleo de helio-3 se fusiona con otro núcleo de helio-3. Esta reacción conduce a la formación de un núcleo helio-4, que es el isótopo más abundante del helio, y a la pérdida de dos protones, que en realidad siguen siendo combustible para la estrella.

El proceso puede verse globalmente con más facilidad si se considera que es equivalente a que tres protones se fusionen para dar un núcleo de helio-3, un positrón, un neutrino y un fotón. Luego, dos núcleos de helio-3 dan un núcleo de helio-4 y dos protones. Haciendo un balance de estos procesos de fusión obtenemos que en la cadena protón-protón se generan, a partir de cuatro protones, dos positrones, dos neutrinos, dos fotones y el helio-4. Y si tenemos en cuenta que el positrón no es más que antimateria, y se aniquila casi inmediatamente para dar un fotón de rayos gamma, el balance es de cuatro protones para dar helio-4 y energía.

© Jacobo Cruces Colado,
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