Das Astronomie-Lexikon

Proton-Proton-Kette

(Kernfusion)
Die Sonne erhält ihre Energie durch Kernfusion via Proton-Proton-Kette (pp-Kette). Vier Kerne des leichten Wasserstoffs ( Protonen) verschmelzen zu einem Helium-4 Atomkern, bestehend aus 2 Protonen und zwei Neutronen. Wegen der enormen elektrischen Abstossung zwischen den Atomkernen kann die Kernfusion nur bei hohen (Millionen Grad) Temperaturen stattfinden.
Die erste Stufe der Proton-Proton-Kette ist auch die schwierigste. Zwei Protonen sollen ein Deuteron aufbauen. Unter den Bedingungen im Sonneninneren muss ein bestimmtes Proton 10 Milliarden Jahre lang mit anderen Protonen zusammenstossen bis die Reaktion
Proton + Proton = Deuteron + Positron + Neutrino + 1.44 M eV Energie
eintritt, wobei das Neutrino mit 0.263 MeV Energie aus der Sonne ungehindert entkommt. Die Lebensdauer des entstandenen Deuterons beträgt im Mittel nur wenige Sekunden bis es in der Reaktion
Deuteron + Proton = Helium-3 + Gammastrahlung + 5.493 MeV Energie
verbraucht wird. Der Helium 3 Kern besteht aus 2 Protonen und einem Neutron. Nun dauert es im Schnitt eine Million Jahre bis unser Helium 3 Kern über
Helium-3 + Helium-3 = Helium-4 + zwei Protonen + 12.859 MeV Energie
mit einem seiner Kollegen reagiert. Es stehen der Sonne also nach Abzug der von den beiden Neutrinos nutzlos wegtransportierten Energie 26.21 MeV Energie pro erzeugten He-Kern zur Verfügung. Umgerechnet kann die Sonne somit aus 1 kg Wasserstoff 632 Terajoule Energie erhalten. Um mit 3.826E26 Watt leuchten zu können, muss sie pro Sekunde 600 Megatonnen Wasserstoff in Helium umwandeln.
Siehe auch CNO-Zyklus.

24.03.2008 10:12 Uhr, Dr. Roland Brodbeck

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