手脚咱们星球的色泽之源，太阳是无数故事的主角。其分量堪比三十万颗地球色色网，是光与热的设立者，咱们常说：“太阳的中枢，氢原子的合璧，确立了氦的出身！”这不外是一语带过。联系词，咱们未尝细究的，是那些至关紧迫的中间法式。今天，让咱们走进核物理的天地，斟酌太阳里面的聚变名胜。

太阳的能量之巨，对咱们来说无异于六合圭臬。让咱们来注目太阳的一些事实：

太阳的功率高达4×10的26次方瓦特，堪比10万亿座大型发电站皆开足马力。

自45亿年前起，太阳在险些恒定的速率下开释着能量，技巧变化不及20%。

开释的能量，基于爱因斯坦驰名的E=mc普通公式，太阳中枢的物资在此动荡成能量。

中枢的能量穿透至太阳名义，需要超越70万公里的酷热等离子体。

而最令东说念主感触的是，太阳中枢的光子需要历经17万年才智到达名义！

咱们早已斟酌过太阳为何发光，但从未详备斟酌太阳的质地怎么动荡为能量的全流程。

从宏不雅角度看，这一流程在核物理上脍炙生齿。

除了质地最大的恒星以外，太阳里面的运作旨趣是将常见的质子，亦即氢原子核，熔合成氦-4，在流程中开释能量。

你可能会困惑，质子更正为氦-4，吃亏了质地，为奈何此？请见下图：

本色上，惟有住持具（氦-4）的质地小于响应物的质地时，聚变流程才开释能量。尽管氦-4由两个质子和两个中子组成，但这些归并的原子核全体质地更轻。

本色上，氦-4的质地不仅轻于两个质子和两个中子，还轻于四个单独的质子！质地之差虽细小（仅0.7%），但一朝质地够大，开释的能量会快速加多。举例，在咱们的太阳中，每分每秒都有4×10^38个质子聚变为氦-4，这即是太阳吃亏质地并开释能量的微妙。

但咱们无法平直将四个质子变为氦-4；本色上，两个以上的粒子同期碰撞险些不可能。

那么，太阳怎么造成氦-4？

相通，两个质子碰撞时仅是陋劣撞击，然后反弹开去。但在恰当的条目下，实足的温度和密度下，天天影院网它们有可能交融成咱们不甚了解的氦情景——双质子。

双质子是一个极为不厚实的结构，绝大多半情况下会赶紧衰变回两个质子。

但偶尔，少于0.01%的双质子会发生β+衰变，开释出正电子（电子的反粒子）、中微子，质子在衰变中转为中子。

若只不雅察运行响应物和最终家具，双质子的人命周期极其旋即，咱们仅能不雅察到如下情况：两个质子归并后赶紧衰变，双质子的中间流程险些不可见。

之后，咱们得到氘（氢的同位素）、一个会立即消失电子的正电子，和一个以近光速逃离的中微子。

要造成氘，十分弯曲！事实上，即使在太阳中枢15000000 K的温度下，质子的平均动能惟有13Kev。质子能量散布罢职泊松散布，这意味着一个质子可能具有的最高动能约为170Mev。这尚不及以克服质子间的库仑斥力。

联系词，六合还赐予咱们另一路线：量子力学！

质子可通过量子地说念效应，疏远库仑力的存在，干涉双质子态。一小部分双质子衰变为氘。一朝造成氘，便可胜利干涉下一步。与双质子比拟，氘处于一个更故意的能量情景，更易于进行下一步：造成氦-3。

将两个质子归并为氘，开释出的总能量约为2Mev，终点于质子质地的0.1%。但若在氘中加入一个质子，便能得到氦-3，这是一个更厚实的原子核，由两个质子和一个中子组成，并开释5.5Mev的能量，且这个流程更为当然、运动。

尽管中枢中的两个质子需要数十亿年才智交融为氘，但一朝造成，仅需一秒便可与一个质子交融为氦-3。

还有一种稀疏情况，两个氘核会交融在一皆。但不错详情，100%的氘会与一个质子交融为氦-3。

咱们常说太阳中的“氢聚变为氦”，一语概之。但本色上，这是个抓久的流程，波及多个氢原子的干涉和一个氦原子的产生。在氦-3造成后，有四种路线造成太阳中枢能量赢得最故意的情景——氦-4。

对于氦-3到氦4的四种路线：

最常见路线是，两个氦-3原子核交融成一个氦-4核，并吐出两个质子。在太阳中，约86%的氦-4是由此旅途产生。此响应在1400万开尔文以下温度占主导。趁机一提，太阳比六合中95%的恒星更热、质地更大。

换言之，这是六合恒星中造成氦-4最遍及的旅途：两个质子在量子力学作用下造成双质子，双质子偶尔衰变为氘，氘与一个质子生成氦-3，之后在约一百万年后，两个氦-3原子核交融生成氦-4，在此流程中开释出两个质子。

但在更高的能量和温度下（尤其是太阳中枢的深层），另一种响应占据主导。

第二种路线，在高能量下，氦-3与一个已有的氦-4归并，生成铍-7。铍-7本会找寻质子生成硼-8；但因不厚实，相通在有契机响应前便衰变为锂-7。在太阳中，相通先衰变，然后再加上一个质子，生成铍-8，立时衰变为两个氦-4核，这流程产生的氦-4约莫占总量的14%。

第三种路线，在质地更大的恒星中，质子与铍-7的聚变在衰变为锂之前，生成硼-8，随后先衰变为铍-8，再衰变为两个氦-4原子核。此流程在太阳中不紧迫——仅占总量的0.1%，但在O类和B类恒星中，这是产生氦-4最主要的响应。

还有第四种路线，手脚补充诠释，氦-3表面上可平直与质子交融，生成氦-4和正电子（及中微子）。这种路线在太阳中极为稀疏，不及百万分之一，但在质地最大的O型星中，这大约是主导的响应。

回归而言，在太阳中，主要的核响应及最终家具为：

两个质子交融，产生氘（约40%），

氘与质子聚变，产生氦-3（约40%），

氦-3原子核的聚变，产生氦-4（约17%），

氦-3与氦-4的聚变，生成铍-7，进而生成两个氦-4原子核（约3%）。

因此色色网，你会感触地发现，在太阳的全部核响应中，氢聚变生成氦的比例不及一半，而解放中子从未参与其中！故此，咱们日后弗成仅陋劣地说“氢聚变”就了事，这不够专科！