氦燃烧时主要核反应为：
4He+4He=8Be
8Be+4He=12C＊→12C+γ
8Be不稳定，发射α-粒子（t1/2≈2*10-16s）,它只比组成它的氦核稳定0.094MeV，在到达红巨星芯部的条件下，8Be与4He的平衡比计算值约为10-9。数量虽然不大，却可以使用别的方式使不可能发生的三体碰撞发生。F.Hoyle曾预言：12C＊比12C的能量高出7.70MeV，约为3年后实验观测到高出的能量为7.653MeV，还指出能量差Q(12C＊-34He)为0.373MeV，总反应能为：
34He→12c+γ Q=27.148MeV
接着发生进一步氦燃烧反应，合成一些重要的核：
12C+4He→16O+γ Q=27.148MeV
16O+4He→20Ne+γ Q=4.74MeV
20Ne+4He→24Mg+γ Q=9.31MeV
这些反应消耗了氢燃烧产生的氦，并发展成有碳、氧和氖组成的芯部，最后又引力收缩产生热量。