核聚变至少需要1亿度，而太阳只有1500万度也能核聚变，这是为什么？ 太阳核心温度远达不到1亿度，为什么还能发生核聚变？

有点科学知识的人都知道，太阳一直依靠核聚变来产生大量的能量，这样我们才能获得它的光和热。由于中心温度只有1500万摄氏度，太阳可以维持稳定的核聚变。但一些科学报告总是说，正在测试的受控核聚变的温度已经达到1亿℃。

为什么不在更低的温度下做可控核聚变，就像太阳那样，这样会更容易？这是很多人一直想搞清楚的问题。今天我们就来详细讨论一下，把它说清楚。什么是核聚变？恒星中的核聚变能量来自哪里？核聚变就是核聚变，或者简单地说，一个核和另一个核在特殊条件下挤压在一起，使两个或多个核融合在一起，形成一个更大、更重的核。新的、更重的原子核比原来的原子核有更多的质子，所以它不再是原来的原子核，而成为一种新物质。

在核聚变中，并非所有的质量都转化为另一个核，但大约有0.7%的质量被损失，以光子的形式辐射出去。这就是核聚变的巨大能量来源。恒星是由星际分子云或星云收缩形成的，星际分子云主要由氢和氦组成，氢占其体积的90%，占其质量的70%以上。因此，所有恒星的初始聚变都是氢聚变，即有四个氢原子聚变为一个氦原子。一个氢原子的原子量是4.0292，而一个氦原子的原子量是4.0015。可以看出，核聚变后的质量少了0.0276个单位，约占聚变后原子量的0.69%。这种损失的质量是怎么回事呢？原来，光子被转化为能量，然后通过复杂的辐射和对流过程，一直到恒星的表面，并最终进入太空，在那里我们看到发光的热星。

在太阳的核心，每秒钟大约有6亿吨的氢转化为5.958亿吨的氦，而失去的420万吨质量则转化为能量。这里我们使用爱因斯坦的质能方程，表示为E=MC^2，其中E是能量，单位为J（焦耳）；M是质量，单位为kg（千克）；C是光速，约为300000000m/s（米/秒）。根据爱因斯坦的质能方程，每秒钟释放的能量相当于3.78*10^26J（焦耳）。那是多少能量？这相当于每秒钟有9万亿颗广岛大小的原子弹爆炸。我们的地球可以获得该能量的22亿分之一，这大约是三峡大坝连续发电量的1000万，或者大约4000颗广岛原子弹每秒同时爆炸。

目前科学家发现，因为地球上和外太空的环境不太一样，而且所进行核聚变需要有的原子和分子的材料和数量有所差异，因此核聚变在太阳内部进行，只要有1,500万度的温度就可以了。

由于中心温度只有1500万摄氏度,太阳可以维持稳定的核聚变。但一些科学报告总是说,正在测试的受控核聚变的温度已经达到1亿℃。

这和太阳的环境是有关系的，1,500万度指的是太阳的核心温度，这样才可以让太阳稳定的进行核聚变。

因为太阳可以维持核聚变的情况，还可以控制核聚变的温度，所以太阳的核聚变能量比较大。

同样是核聚变，为什么太阳不像氢弹一样瞬间爆炸？~

太阳是太阳系的中心天体，同时占据了太阳系99.86%的质量。如果没有太阳的存在，也就没地球也不会存在，更不会孕育出生命。太阳带给地球热量，支撑着植物的光合作用，支配着地球的大气和气候。


事实上人类很早就已经意识到了太阳的重要性，甚至许多文明都把太阳当作是神来崇拜。随着科学的不断发展，人类对太阳才慢慢有了的新的认识。
首先我们从太阳的形成开始说起宇宙是在138亿年前由一个密度极高，热量极大的奇点爆炸而成，而目前关于太阳的形成被人广泛接受的是星云假说，内容大概是太阳开始只是46亿年前一片巨大分子云中一小块的引力坍缩。

太阳星云想象图
其实大多坍缩的质量集中在中心从而形成了太阳，剩下的部分形成了一个原行星盘，后来继续形成了行星、卫星、陨星以及其他的比较小的太阳系天体系统。
关于太阳的组成成分太阳的质量大约为地球的33万倍，其中大约73.46%的是氢，24.85%是氦，剩下少量其他元素仅占了不到2%。
需要注意的是太阳并不是固体，而是等离子体。
太阳的内部结构
这里解释一下等离子体的概念。
日常生活中，根据温度的不同，常见的物质会呈现出三种状态：气态、液态、和固态。实际上还有一种状态叫做等离子体，物质达到这种状态，原子核和电子会分开。
太阳就是等离子体，氢原子内部的电子脱离了原子核的束缚，使得太阳内部成了一锅氢原子核（质子）与电子的混合状态。


太阳是怎么燃烧的？在很多人的理解中太阳就是一个大火球，通过燃烧释放能量，甚至有人猜想太阳是一个大煤球。然而抛开其他因素，根据计算太阳那么大的煤球最多只能燃烧5000年。
而事实上太阳的燃烧机制和我们常说的燃烧有着本质的不同。
我们平时所说的燃烧一般是指物质的剧烈氧化反应，是一种化学反应。
氘、氚核聚变示意图
而太阳内部则是通过原子核聚变产生能量，所以它并不是化学反应，自然也不需要氧气的供应。
核聚变的原理是什么？前面提到太阳内部有大量的氢，那么太阳进行的聚变反应也就是氢核聚变。
从微观角度来看，核聚变是指：两个较轻的核融合之后形成了一个较重的核和一个更轻的核。在这个过程中，会亏损一部分质量，反应前后的质量是不相等的。
那么亏损的质量哪去了？

我们根据E=mc^2，可以知道，质量和能量其实是一个物体的同一样东西，而太阳内部损失的质量正是以能量的形式释放出去了。正是这样我们才接受到了来自太阳的光和热。
核聚变的进行需要哪些条件核聚变的本质无非是核子的结合生成新的核子的过程，而想要让原子核互相碰撞，首先得让电子摆脱原子核的束缚。
然后是需要将原子核之间的距离减小到10^-15m的量级，想做到这点更不容易，因为原子核带正电，它们之间还会形成互相排斥的库仑力。

同种电荷相互排斥
办法就是从外部施加超高温和高压，这样原子核才能克服库仑力。按理论来说，氢核聚变需要的温度至少需要1亿度，反应才能正常进行。而太阳内部的温度不过1500万度，如果温度和压力达不到，两个带正电的质子就无法克服库伦力结合到一起，核聚变也就无法进行了。
太阳内部的氢原子核是如何结合到一起的呢？这里必须要提到量子隧穿效应。太阳之所以能够缓慢进行核聚变所依赖的正是这种机制。
它讲的是：在量子力学里面，像电子等微观粒子可以穿过位势垒的一种行为，尽管位势垒的高度大于粒子的总能量。


也就是说，即使两个质子的能量小于克服它们之间库伦力所需要的能量，它们依然有概率结合到一起。尽管概率非常小，宏观世界是根本不可能发生的。
而这个概率放到巨大的太阳上，再加上数亿年的时间，量子隧穿效应的出现几乎就成了必然。太阳内部的核聚变反应终究是会发生的。


人类关于对核武器的研究历程。世界上核弹头主要分成原子弹和氢弹，而最先有的核武器是原子弹，比如当时美国在日本投下的那枚原子弹来看，威力相当于2万吨TNT，后来技术的发展，核武器的改进从而出现了氢弹。
氢弹的爆炸的威力是无法想象的，拿原子弹来说其当量最大也就是几十万吨而已，可氢弹就不一样了，其当量百万吨级是基础的。


历史上苏联曾经试验过一次氢弹爆炸，名为“大伊万”，最开始苏联的这颗氢弹是准备上亿当量的，考虑到轰炸机的问题就减少了一半的当量，爆炸当量也为5800万吨TNT。
当时“大伊万”的爆炸场景非常可怕，也向世人证明了氢弹的威力，所以后来就没有国家再敢去尝试，只是在探索。
在1967年6月17日，我国成功爆炸了第一颗氢弹，这是在核武器方面的一次飞跃。氢弹是一种热核武器，大致是裂变—聚变—裂变的爆炸过程，其特点借助了热核反应产生的大量中子来轰击铀-238，使铀-238从而发生裂变反应。


太阳被核聚变点燃之后为什么没有像氢弹一样瞬间爆炸？别忘了，太阳可是一个2×10^30kg的恒星，它拥有太阳系99.86%的质量，这么大的质量代表着它同时也有了巨大的引力。
当核聚变变得越来越剧烈，自身巨大的引力不足以抵抗核聚变产生的对外膨胀的压力时，由于外部压力的不足，就会间接减缓核聚变的程度。


当核聚变减缓到一定程度，在自身引力作用下，又会增加太阳内部的温度和压力，如此循环，会达到一个平衡状态。这才使得太阳能够不断的进行缓慢的核聚变。
通过前面我们已经知道，太阳核聚变是在不断的释放能量。据估计，太阳内部每秒钟会损失426万吨氢的质量，这些质量全部以能量的形式释放。


所以太阳的质量是在一直亏损的，但是400万吨对于太阳的质量来说是微不足道的，仅仅占了太阳总质量的万分之三。
据估计，太阳可以持续进行这个过程长达100亿年，而现在已经过去了46亿年。到那个时候，太阳因为亏损了太多的质量。将会导致自身的引力无法抵抗核聚变产生的压力，太阳就会变成一颗红巨星，任由核聚变反应，持续膨胀。
核聚变的优势在于不会产生核辐射以及核废料。了解了太阳的燃烧机制之后，人们就会想：能不能制造出一个人造太阳，让能量持续稳定的输出，这将是最清洁环保的装置。人们把它称为：可控核聚变。
尽管人类通过研究掌握了核聚变的原理，并且成功制造出了氢弹，但是氢弹爆炸是一瞬间的，释放出的巨大能量也不能收集起来加以利用，所以氢弹属于不可控核聚变。


目前，“国际热核聚变实验堆计划（ITER）”就是基于人类对能源的长期需求所成立的国际联合项目。尽管想法非常的美好，但研发过程中存在着很多的困难，实现商用更是到了本世纪中叶以后了。
结语最后我们来总结一下
太阳燃烧的原理是核聚变，正是由于量子隧穿效应才使得太阳内部的温度只有1500万度也能缓慢的进行核聚变。太阳之所以不会像氢弹一样瞬间爆炸是因为，由于原子核之间库仑力的阻碍，而且太阳自身巨大的引力和内部核聚变产生的压力相互影响达到了一种平衡状态。同时也保证了太阳不膨胀和收缩。可控核聚变是一种无污染的清洁能源，研究成功将会大大解决人类的能源需求。

这是因为太阳质量很大，其中心压力超过人类所能制造的压力的数万倍。而我们知道如果想要发生核聚变，主要通过两个方法，第一种是提高温度，第二种就是增大压力以缩小气体的体积，从而增大原子之间的碰撞几率与碰撞时的能量大小。所以说，即使太阳中心它温度并没有那么高，但凭借它本身的压力也足以弥补它的温度差距。所以说，即使是只有1500万度，也能够引起核聚变。
人们常常以为引发核聚变的条件就是足够的压力和温度。但是这个观点他并没有得到人们的一致认可，这是因为在当时的科技条件下，人们对于这种假设还是持有一种怀疑的态度，但是随着科技的发展，到了量子的水平，核聚变才真正地被人们解释清楚，也论证了这一假设，从而让人们真正接受这种看法。
核聚变技术是一项将原子的原子核重新组合形成新的新元素核进而获得能量的一种技术。由于这种技术他需要极高的能量，所以目前还没有被人类真正的利用到，人们只是知道要引发核聚变，必须要有足够的温度或者足够的压力，来使得它的外部电子能够被击飞，使得原子核重新组合，在地球上温度或者是压力，这两种都无法得到来控制它的条件，所以说核聚变也就成为了目前世界上比较难攻破了一门技术。
当然随着社会的发展，国家的进步，科技和教育文化的不断提高，人们对自然世界的钻研的程度不断加深，相信过不了多久，人们对于核聚变的理论知识会得到更一步的深入。到时候可能也能实现将核聚变作为能源的这个伟大梦想，使这项有望解决人类能源问题的技术得到控制。

是什么在控制太阳核聚变的速度?为什么太阳不会像氢弹那样炸掉?
答：是什么在控制太阳核聚变的速度？太阳核心的核聚变反应主要是“质子-质子链反应”（如下图所示），其基本原料是氢原子核，也就是质子。相对于氢弹所用的“氘”和“氚”，质子发生聚变的条件要高得多，在标准大气压下，需要数十亿甚至上百亿度的高温。然而太阳核心的温度却只有1500万度左右，这根本就不...

50亿年后,当太阳燃尽时,最终剩下的是碳核还是铁核?
答：回答这个问题前有必要先弄清楚另外两个问题。一，同样是核聚变，为什么氢弹只是一瞬间而恒星却可以燃烧好多亿年？二，为什么恒星不会一直聚合直到出现更多质子数的元素呢？针对第一个问题，因为氢核聚变反应需要的温度极高。标准大气压下需要至少一亿度才会大规模发生反应。但太阳内核的温度只有区区一千五百...

太阳燃烧的原理是什么??
答：就拿氢弹来说，一开始是要先引爆一颗原子弹，用此来提供1亿度的高温环境，在这样的环境下，核聚变才能发生。（这里并不是说低于1亿度不行，只是5000万度的环境下，核聚变产生的能量只有1亿度的百分之一）而太阳核心只有1500万度，远远低于1亿度，这咋可能会发生反应呢？所以，当时的物理学家是不...

太阳上温度那么高,那么多核燃料,为什么不会一下反应完?
答：当然，现在氢弹是个汉堡包，有三层，引爆核聚变，在外面再加一层原子弹。但不管怎么说，引燃核聚变总归需要温度达到才行。不符合核聚变条件的内核所以，如果太阳内部要发生类似于氢弹那样剧烈的核聚变反应，这就得要求太阳核心的温度得达到1亿度。可事实上，太阳内核并没有那么热，温度是1500万K（K：...

核聚变反应(热核反应)必须在多高的温度下才能进行
答：重核元素如铁原子也能发生聚变反应，释放的能量也更多；但是以人类目前的科技水平，尚不足满足其聚变条件。为了克服带正电子原子核之间的斥力，原子核需要以极快的速度运行，要使原子核达到这种运行状态，就需要继续加温，直至上亿摄氏度，使得布朗运动达到一个疯狂的水平，温度越高，原子核运动越快。以至...

太阳也是核聚变反应,为什么太阳能够维持稳定而不发生爆炸?
答：如果我们想知道为什么，我们需要知道融合的原理。如果要发生聚变我们需要使原子核足够靠近，并且原子核带正电荷相互排斥。这要求原子核有足够的动能。对于一定温度下的物质，其组成粒子具有一定的速度分布，动能较大的粒子和动能较小的粒子所占的比例非常小。尽管太阳的温度超过1000万度，但只有一小部分粒子有...

地球的内部也在发热,为何地球不会自己发光?
答：由于质量巨大，因此引力巨大，太阳的内核温度特别高，这个温度可以达到1500万度。而此时太阳内核的物质就呈现等离子态，意思是原子结构保不住了，电子由于获得了足够多的能量，摆脱了原子核的束缚。但我们要知道的是，一般来说，要引发氢核聚变的温度至少是1亿度。之所以需要引发氢核聚变，是因为宇宙中绝大...

太阳是核裂变还是核聚变?
答：太阳是依靠核聚变不断产生热量和光亮的。太阳主要是由氢元素和氦元素组成的，所以只能进行核聚变。在聚变的过程中，物质不断转变为能量，质量较轻的元素不断聚变成较重的元素。随着恒星上重元素的比重越来越多，对于恒星来说核聚变的压力也就越来越大，能量产出效率会越来越低。等到聚变成铁元素时，核...

太阳是核聚变还是核裂变?
答：是核聚变。太阳利用的是质子-质子循环，四个氢核聚变为一个氦核的途径之一。这个反应过程是小质量、低光度的主序星的主要能源，例如，太阳现阶段辐射出去的能量90%以上是质子-质子这类反应提供的。只有在极高的温度和压力下才能让核外电子摆脱原子核的束缚，让两个原子核能够互相吸引而碰撞到一起，...

核聚变装置怎么承受1亿度的超高温?
答：由于等离子体温度相当高，所以大家习惯用eV（电子伏特）和keV（千电子伏特）来表示，这也是个能量单位。1eV~10000 K。以能源为目的的受控核聚变需要非常苛刻的条件，只有将局部物质（以氘氚为例）加热到10keV（也就是1亿度），才有足够的核反应发生，使产生的聚变能有增殖。这种温度下物质都是等离子...