삼중알파과정(Triple-alpha process)은 별의 내부에서 헬륨 원자가 핵융합 반응을 통해 탄소를 생성하는 과정이다. 이 과정은 주로 고온과 고밀도의 조건에서 발생하며, 별의 진화 후기에 중요한 역할을 한다.

초기 단계에서는 두 개의 헬륨-4 원자핵(알파 입자)이 결합하여 베릴륨-8 원자핵을 형성한다. 그러나 베릴륨-8은 매우 불안정하여 즉시 붕괴되기 때문에, 이 단계에서 추가적인 재료가 필요하다. 만약 이 시점에 또 다른 헬륨-4 원자핵이 존재하면, 베릴륨-8과 결합하여 탄소-12로 변환될 수 있다. 이 반응은 다음과 같은 화학 반응식으로 나타낼 수 있다:

\[ 3 \, ^4He \rightarrow \, ^{12}C + \text{에너지} \]

삼중알파과정은 주로 적색 거성 단계의 별에서 이루어지며, 별의 중심부에서 충분한 온도(약 10^8 K)와 압력이 요구된다. 이 과정은 별의 내부에 있는 헬륨을 탄소로 변환함으로써 핵합성의 중요한 메커니즘 중 하나가 된다.

삼중알파과정에서 생성된 탄소는 이후 별의 진화 과정에서 다양한 화학 원소로의 변환을 가능하게 하며, 이는 우주에서 더 복잡한 원소들이 생성되는 기반이 된다. 이 과정은 우주에 존재하는 탄소의 중요한 원천으로 여겨지며, 따라서 생명의 기초가 되는 유기 화합물의 형성에도 기여한다.