W astrofizyki The potrójna reakcja alfa odnosi się do zestawu do reakcji syntezy jądrowej konwersji trzy a cząstki (jądra helu 4 ), w jądrze z węgla .
Na gwiazdek starszych gromadzić hel w swoim sercu jako iloczyn łańcucha proton-proton . W miarę gromadzenia się tego helu ma tendencję do łączenia się z innymi jądrami wodoru ( protony ) lub helem ( cząstki α ), tworząc bardzo niestabilne nuklidy, które natychmiast rozpadają się na mniejsze jądra. Kiedy wodór się wyczerpie, reakcje syntezy jądrowej wodoru w hel zwalniają, powodując spadek ciśnienia promieniowania w sercu gwiazdy, a tym samym kurczenie się gwiazdy, aby osiągnąć nową równowagę hydrostatyczną : jądro gwiazdy ściska i nagrzewa się do około 100 M K , przyspieszając topnienie jąder helu, dzięki czemu możliwe jest utrzymanie wystarczającego stężenia berylu 8 , pomimo jego niezwykle krótkiego okresu półtrwania , co pozwala na fuzję trzeciego jądra helu w węgiel 12 , który jest stabilny:
Bilans energii netto tej reakcji, zwanej „potrójną α”, ponieważ prowadzi ona do fuzji trzech cząstek α , wynosi 7,275 MeV . W kinetyka tej reakcji jest bardzo powolny ze względu na niestabilność berylu 8 : to jest powód, dlaczego Wielki Wybuch nie może stanowić węgiel , ponieważ temperatura Wszechświata spadła zbyt szybko, aby to zrobić..
Prawdopodobieństwo fuzji trzech jąder helu, a priori maleńkich, znacznie zwiększają dwa kolejne fakty:
Te rezonanse znacznie zwiększają prawdopodobieństwo, że cząstka alfa połączy się z jądrem berylu-8, tworząc atom węgla.
Fakt, że obfitość węgla zależy w ten sposób od bardzo precyzyjnych wartości poziomów energetycznych, bywał niekiedy przedstawiany w bardzo kontrowersyjny sposób jako dowód na istnienie zasady antropicznej . Teoria mówiąca, że węgiel wewnątrz gwiazd musi być syntetyzowany w reakcji potrójnej alfa, poprzez fuzję jąder helu, pochodzi od astrofizyka Edwina Salpetera na początku lat pięćdziesiątych.
Jako efekt uboczny procesu, niektóre jądra węgla mogą łączyć się z dodatkowymi jądrami helu, wytwarzając stabilny izotop tlenu z uwolnieniem energii:
Następny krok, w którym tlen również łączy się z cząsteczką alfa, tworząc atom neonu , jest trudniejszy ze względu na reguły dotyczące spinu jądrowego. Powoduje to, że gwiezdna nukleosynteza wytwarza duże ilości węgla i tlenu, ale tylko część tych pierwiastków jest z kolei przekształcana w neony i cięższe pierwiastki. Fuzja jądrowa wytwarza energię tylko do żelaza ; cięższe pierwiastki powstają podczas wybuchu supernowych z pochłanianiem energii.