പ്രോട്ടോൺ-പ്രോട്ടോൺ ശൃംഖലാ പ്രതിപ്രവർത്തനം

സൂര്യനെപ്പോലുള്ള ലഘുനക്ഷത്രങ്ങൾ ഊർജ്ജം ഉല്പാദിപ്പിക്കുന്ന പ്രക്രിയ ആണ് പ്രോട്ടോൺ-പ്രോട്ടോൺ ശൃംഖല പ്രതിപ്രവർത്തനം (Proton-proton_chain_reaction). ആർതർ എഡിങ്ങടൺ എന്ന വിശ്രുത ശാസ്ത്രജ്ഞനാണ് Proton- Proton Chain വഴി ആണ് ലഘു നക്ഷത്രങ്ങൾ ഊർജ്ജ ഉല്പാദനം നടത്തുക എന്ന് സിദ്ധാന്തിച്ചത്. ‍Proton- Proton ശൃംഖലാ പ്രതിപ്രവർത്തനത്തിനു മൂന്നു ശാഖകൾ ഉണ്ട്.

PPI ശാഖ

ഇതിന്റെ പ്രാഥമിക ശാഖയ്ക്ക് PPI എന്നു പറയുന്നു. ഈ ശാഖ വഴിയാണ് സൂര്യന്റെ ഊർജ്ജത്തിന്റെ 85%-നവും ഉല്പാദിപ്പിക്കുന്നത്. ഇതു മൂന്ന് പടികളായാണ് സംഭവിക്കുന്നത്.

1H + 1H ---------> 2H + e+ + νe -------------(1)

2H + 1H ---------> 3He + γ -----------------(2)

3He + 3H ---------> 4He + 21H ------------ (3)

---

41H + 3H ---------> 4He + 2γ + 2e+ 2νe

മൂന്നാമത്തെ പ്രതിപ്രവർത്തനം നടക്കണമെങ്കിൽ ഒന്നാമത്തേയും രണ്ടാമത്തേയും പ്രതിപ്രവർത്തനം രണ്ട് പ്രാവശ്യം നടക്കണം.

ഈ പ്രക്രിയയിൽ ഒന്നാമത്തെ പ്രതിപ്രവർത്തനത്തിൽ 2 പ്രോട്ടോണുകൾ കൂടി ചേർന്നു ഒരു ഡ്യൂട്രോൺ ഉണ്ടാവുന്നു. അതോടൊപ്പം ഒരു പോസിട്രോണും ഒരു ന്യൂട്രിനോയും ഉണ്ടാവുന്നു.

രണ്ടാമത്തെ പ്രതിപ്രവർത്തനത്തിൽ ഒന്നാമത്തെ പ്രതിപ്രവർത്തനത്തിൽ ഉണ്ടായ ഡ്യൂട്രോൺ ഒരു പ്രോട്ടോണുമായി ചേർന്നു ഹീലിയത്തിന്റെ ഒരു ഐസോടോപ്പ് ആയ 3He ഉണ്ടാകുന്നു. അതോടൊപ്പം γ കിരണങ്ങളുടെ രൂപത്തിൽ ഊർജ്ജ ഫോട്ടോണും ഉണ്ടാകുന്നു. മൂന്നാമത്തെ റിയാക്ഷനിൽ രണ്ട് 3He അണുകേന്ദ്രങ്ങൾ സംയോജിച്ച് ഒരു 4He ഹീലിയം അണുകേന്ദ്രം ഉണ്ടാകുന്നു. അതോടൊപ്പം 2 പ്രോട്ടോണുകളും പുറത്ത് വരുന്നു.

ഓരോ 3He അണുകേന്ദ്രവും ഉണ്ടാകുന്നത് മൂന്ന് 1H അണുകേന്ദ്രങ്ങളിൽ നിന്നാണ്. അതിനാൽ PPI പ്രക്രിയകളിൽ മൊത്തം 61H അണുകേന്ദ്രങ്ങൾ ഉപയോഗിച്ചാണ് ഒരു 4He അണുകേന്ദ്രം ഉണ്ടാക്കുന്നത്. പക്ഷെ അവസാനം ഈ പ്രക്രിയയിൽ രണ്ട് 1H ഉണ്ടാവുന്നുണ്ട്. അതിനാൽ ഈ പ്രക്രിയയുടെ ആകമാന ഫലം 4 ഹൈഡ്രജൻ അണുക്കൾ സംയോജിച്ച് ഒരു ഹീലിയം അണുകേന്ദ്രം ഉണ്ടായി അതോടൊപ്പം ഊർജ്ജവും പുറത്തു വിടുന്നു എന്നാകുന്നു.

PPI എന്ന ശാഖ കൂടാതെ Proton- Proton Chain-നിനു PPII, PPIII എന്നിങ്ങനെ രണ്ട് തരം ശാഖകൾ കൂടി ഉണ്ട്. വിശദാംശങ്ങളിലേക്ക് പോകാതെ അതിനേയും താഴെ പരിചയപ്പെടുത്തുന്നു.

PPII ശാഖ

സൂര്യന്റെ ഊർജ്ജോല്പാദനത്തിന്റെ ഏതാണ്ട് 15% ശതമാനം വരുന്നത് ഈ ശാഖവഴിയാണ്. ഈ ശാഖയിൽ താല്ക്കാലികമായി Beryllium (Be)-യും Lithium(Li)-യും നിർമ്മിക്കപ്പെടുന്നു.

3He + 4He ---------> 7Be + γ

7Be + e- ---------> 7Li + νe

7Li + 1H ---------> 4He + 4He

PPIII ശാഖ

സൂര്യന്റെ ഊർജ്ജത്തിന്റെ ഏതാണ്ട് 0.02 % നിർമ്മിക്കപ്പെടുന്നത് ഈ പ്രക്രിയ വഴി ആണ്. ഈ പ്രക്രിയയുടെ വിവിധ റിയാക്ഷനുകൾ താഴെ

3He + 4He ---------> 7Be + γ

3Be + 1H ---------> 8B + γ

8B ---------> 8Be + νe + e+

8Be --------->4He + 4He

PPII ശാഖയും PPIII ശാഖയും സൂര്യന്റെ തേജസ്സിലേക്ക് വളരെ ചെറിയ ഒരു ഘടകം മാത്രമേ സംഭാവന നൽകുന്നുള്ളൂ എങ്കിലും ഈ ശാഖ വളരെ പ്രധാനപ്പെട്ടതാണ്. കാരണം ഈ ശാഖകൾ വ്യത്യസ്ത ഊർജ്ജം ഉള്ള ന്യൂട്രിനോകളെ ഉണ്ടാക്കും. ഈ വ്യത്യസ്ത ഊർജ്ജം ഉള്ള ന്യൂട്രിണോകളാണ് നക്ഷത്രങ്ങളുടെ ഊർജ്ജോല്പാദനത്തെകുറിച്ച് ഉള്ള തെളിവുകൾ തരുന്നത്.