为什么太阳发生核聚变反应轻而易举在地球上发生(为什么太阳的核聚变是可控的)

导语：为什么太阳发生核聚变反应轻而易举，在地球上发生核聚变反应很难

大家都知道核聚变反应可以是释放大量的能量，但要发生核聚变也需要有足够的能量让两个轻的原子融合成一个重的原子。

核聚变原理

1、核聚变发生的条件

要让原子核发生聚变反应就需要在高温和高压的环境中才能实现。

（1）、高温环境：原子核中带有质子，质子带有正电荷，要让两个带有正电荷的原子核相互靠近，就会出现排斥力即物理学中所说的库仑力，要克服这种库仑力就需要发生碰撞的原子核具有非常大的动能，也就是原子核的速度需要非常快，只有在高温环境下，原子核才能具备克服库仑力速度。

（2）、高压环境：当气体受热时，体积会膨胀，要保证有足够多的原子核发生碰撞，就需要阻止在气体受热时体积增加，体积不增加，就只能在高压环境中让其体积不发生改变。

高温让原子核有更高的动能克服库仑力，高压让碰撞的机会增加

比如两个氢原子核要发生聚变反应，需要两个氢核相聚10的-15次方米的范围内才能发生聚变反应。

2、太阳为什么能发生核聚变反应？

首先，太阳的主要成分是氢和氦，这就具备了核聚变反应的天然燃料。

其次，太阳的质量大，约等于330000个地球的质量，也就是2×10³⁰千克，也许有人会问，如何知道太阳的质量和地球的质量呢？又没有这么大的称，这里我们补充一下如何得到地球和太阳的质量。

（1）、如何通过计算得到地球的质量

根据万有引力的计算公式我们得知：

F为引力大小，G为引力常量，m1m2为两个物体的质量，r为两个物体之间的距离

那么如何得到地球的引力大小呢，根据伽利略的自由落体公式：

得到g=9.8m/s²即万有引力中的F为9.8牛/千克，那么又如何得到引力常量G的大小呢？亨利·卡文迪许用扭秤试验得到G=6.67259×10-11N·m²/kg²，那么定义万有引力公式中m1为地球质量，m2为重1千克的物体，地球的平均半径为：6400千米，根据万有引力公式就可以得到地球的质量为：5.965×10^24kg，根据质量=密度×体积，就可以得到地球的平均密度为：5.52g/㎝³

（2）、如何得到太阳的重量呢？

根据开普勒公式:m₁+m₂=(4π/G)(R³/P²) 其中m₁为地球质量，m₂为太阳的质量，π为圆周率，G为万有引力常数，R是地球绕太阳运动的平均轨道半径，P为地球绕太阳运动的轨道周期，故而得到太阳的质量为：2×10³⁰千克，密度为1.408×10³ kg/㎥。

（3）太阳的构造

最里面为太阳核心

太阳大致可以分为核心区、辐射区、对流区。

太阳的质量大，但大部分质量在其核心区。

再次，太阳的核心温度高，核心温度高达1500万开尔文，约等于1.5亿摄氏度。

最后，太阳中心压力大，据测算太阳中心压力相当于3000亿个大气压

太阳具备了核聚变发生的条件，所以就能轻而易举的发生核聚变。

2、为什么地球不能发生核聚变

首先，因为地球的质量比太阳轻很多，密度也更低

其次，地球的组成元素中，氢含量少，氦的含量就更少，缺少核聚变的天然燃料。

在地球上和地球大气中只存在极稀少的游离状态氢。在地壳里，如果按质量计算，氢只占总质量的1%，而如果按原子百分数计算，则占17%。据研究计算，在太阳的大气中，按原子百分数计算，氢占81.75%。

最后，地球的温度不高，虽然地心的温度有6000摄氏度，但平均温度只有26摄氏度左右。温度达不到核聚变的要求。

所以地球自然环境中没有条件进行核聚变反应，并且缺少核聚变反应所需的燃料，也不能进行核聚变。

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