核聚变在太阳中是怎样进行的氢融合成氦其能量来源(太阳核聚变是氢还是氦)

导语：核聚变在太阳中是怎样进行的？氢融合成氦其实很复杂！

在先前的文章中，我们说到了我们都是由星尘组成的。除了氢（太阳的燃料），我们身体中的其他原子都是在超新星以及恒星核心之中融合而成的。不过，这个核聚变过程还是很复杂的，并且也很难，即使是在恒星的核心之中。例如，看似简单的氢核聚变成氦，这是我们太阳的主要能量来源。

通过简单的计算可以得到，太阳核心的温度约为300万开尔文（开尔文K为热力学单位，与摄氏度的转换关系为：开氏度 = 摄氏度+273.15）。但实际上太阳核心的温度接近1500万开尔文，并且压力超过地球海平面大气压的3000亿倍。在如此高的温度和压力下，氢原子核（质子）相互撞击。但仅让原子核发生碰撞并不足以使它们发生核聚变。氢原子核带正电，所以它们距离越近静电斥力就越大（同性相斥）。原子核之间的静电斥力非常之高，使得大多数碰撞并不能强大到足以克服这个斥力。

幸运的是，这些原子核不需要克服所有的排斥力。通过一种被称为量子隧穿的效应，那些距离已经足够接近的原子核可依赖于量子力学来穿过排斥障碍。并不是所有的接近碰撞都会导致量子隧穿，但足够质子融合成氦-2（也称为双质子，即只有两个质子组成，而没有中子）。

不幸的是，大部分的这些氦-2原子核会立即衰变为两个质子。与普通的氦-4相比，氦-2极其不稳定，所以简单的质子碰撞不会产生稳定的氦。然而，在极少数情况下，氦-2将衰变成氘（氢的一种稳定同位素，比常规氢原子多了个中子），以及一个正电子和中微子。中微子迅速逃离太阳，而正电子与电子碰撞产生伽马射线。

即便从质子的对撞中产生氘是极其罕见的，氘还是可以在太阳核心中积累起来。通常，氘会与流浪的质子碰撞产生氦-3。氦-3是氦的一种稳定的同位素，而它也可以在太阳核心中积累起来。

因为氦-3拥有两个质子，使得质子很难与氦-3碰撞产生锂-4。锂-4也极其不稳定，所以这样的反应没多大用。相反，一个氦-3通常会与另一个氦-3核碰撞产生铍-6，而铍-6会很快衰变成氦-4和两个氢原子核。

太阳中的质子-质子链反应

从质子到氘到氦-3到氦-4的这个过程被称为质子-质子链反应（pp链反应），这是太阳核心产生能量的主要来源。还有其他核聚变过程也会产生能量，如碳氮氧循环，太阳中有1.7%的氦-4是由此产生的。在较大的恒星中，还有更进一步的核聚变过程，产生更重的元素。然后大质量的恒星爆炸成超新星，抛出这些元素，最后它们构成了后来的我们。

所以事实的确如此，我们都是由星尘组成，但产生星尘需要一些相当复杂的核物理过程。

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