Термоядерні реакції протікають у ядрі Сонця. Ядро - це центральна область нашої зірки, де температура надзвичайно висока, тиск величезний, і тому там виникає ядерний синтез.
Якщо коротко, основною реакцією синтезу, що живить Сонце, є перетворення водню на гелій, під час якого вивільняється величезна кількість енергії у вигляді світла і тепла. Цей процес, відомий як протон-протонна ланцюгова реакція, вимагає температури не менше 10 мільйонів градусів за Цельсієм і досить високого тиску, щоб подолати електростатичне відштовхування між позитивно зарядженими атомними ядрами.
Необхідно уточнити, що Сонце являє собою гігантську газову кулю, що складається в основному з водню і гелію, утримуваних разом власною гравітацією.
Якраз під час термоядерного синтезу два атомних ядра об'єднуються в більш важке ядро, вивільняючи енергію, завдяки якій ми живемо.
У ядрі Сонця первинна реакція синтезу являє собою злиття чотирьох ядер водню (протонів) з утворенням ядра гелію (альфа-частинки). Енергія виділяється у вигляді гамма-променів: 4p → He + енергія.
Така реакція проходить через кілька проміжних стадій, включно з утворенням дейтерію (ізотопу водню з одним протоном і одним нейтроном), тритію (ізотопу водню з одним протоном і двома нейтронами) і гелію-3 (ізотопу гелію з двома протонами й одним нейтроном).
В умовах надзвичайно високої температури і тиску протони в ядрі мають достатню кінетичну енергію, щоб подолати своє електростатичне відштовхування і зблизитися достатньо, щоб сильна ядерна взаємодія набрала чинності, сплавляючи їх у важчі ядра.
Енергія, що вивільняється таким чином, живить Сонце і забезпечує теплом і світлом усю Сонячну систему.
Що цікаво, фотону потрібні десятки тисяч років, щоб пройти шлях від ядра до поверхні, а потім кинутися в космос у вигляді сонячного світла.
Однак цей процес не має прямого стосунку до тривалості життя самого Сонця. Остання визначається кількістю водневого палива, яке воно має витратити на термоядерні реакції.
Зрештою воно буде вичерпано. Поточні оцінки показують, що у Сонця залишилося близько 5 мільярдів років, перш ніж зірка витратить водень і вступить у завершальну стадію свого життя.
Протягом цього часу Сонце продовжуватиме світити і випромінювати фотони, поступово стаючи яскравішим і гарячішим. Синтез гелію змусить його розширитися до червоного гіганта, а потім стиснутися до білого карлика.
