氢弹，迄今为止最强大的人造物体，使用核聚变原理。氢弹可以在瞬间释放出巨大的能量。不幸的是，氢弹的核聚变速度极快，其能量以爆炸的形式存在。人类根本无法控制释放的内容。

不过，我们都知道，太阳的能源也是核聚变，但它可以稳定而温和地继续燃烧。

根据科学家的估计，太阳的这种状态可以持续大约100亿年，所以问题是，核聚变也是如此。太阳能燃烧100亿年为什么氢弹会爆炸？现在我们来谈谈这个话题。

为什么氢弹会一下子爆炸？

要点燃核聚变反应，高温是必不可少的条件。氢弹使用的核聚变原料是“氘”和“氚”两种氢同位素。在标准大气压下，核聚变反应发生的条件约为1亿度（摄氏度，下同）。

为了达到这个温度，人们采用了在氢弹外层安装小型原子弹（基于核裂变原理）的方法。聚变反应的原料在很短的时间内就完成了，所以氢弹一下子爆炸了。

为什么太阳不会像氢弹一样爆炸？

有些人可能认为太阳的核聚变反应只会发生在它的核心区域，而且太阳这么大，所以太阳只需要一点一点地把自己的核燃料放进核心就可以稳定燃烧100亿.年，但事实并非如此。

如上图所示，太阳核心区的半径约为太阳半径的四分之一。该区域的核燃料可以进行核聚变，而核心区域外的辐射区域可以阻挡太阳。外层物质进入太阳的核心区，也就是说，太阳的所有核燃料都在核心区，没有核燃料“一点一点滴落”。

基于此，我们可以推测，太阳之所以没有爆炸，应该是因为它的核聚变速度处于某种受控状态，可以以非常慢的速度进行。

什么是控制太阳聚变的速度？

太阳核心的核聚变反应主要是“质子-质子链式反应”（如下图所示），其基本原料是氢核，也就是质子。与氢弹中使用的“氘”和“氚”相比，质子聚变的条件要高得多。在标准大气压下，需要数十亿甚至数百亿度的高温。

但是，太阳核心的温度只有1500万度左右，这还不够。太阳是如何产生核聚变的？是不是因为太阳核心的压力这么大？

答案是否定的。虽然太阳核心的压力可以高达标准大气压的3000亿倍左右，但这只能大幅度增加质子的密度，仍然不能满足核聚变的条件。

由于质子都带正电，当质子相互靠近时，它们之间会产生很强的排斥力。这就是所谓的“库仑势垒”，质子的动能必须能够克服“库仑势垒”，它们才能相互碰撞，然后产生核聚变。

温度实际上是微观粒子热运动的集体表现。温度越高，微观粒子的热运动越强烈，其动能也越高。根据科学家的计算，太阳核心区质子的平均动能约为1000eV（电子伏特），质子之间的“库仑势垒”约为eV。

也就是说，太阳核心区质子的平均动能只有“库仑势垒”的千分之一。理论上，这无法克服质子之间的排斥力，无法讨论核聚变。起床。

事实是，太阳似乎忽略了这个理论。到底是怎么回事？事实上，这个问题一度让科学家头疼了很久，直到他们发现了“量子隧穿”。

如果把“库仑势垒”比作一座山，那么在经典物理学中，一个粒子必须有足够的能量穿过它才能通过，但在量子物理学中，一个粒子有一定的概率，当能量不够翻过这座山，直接穿过，这就是“量子隧道”。

根据量子力学，“量子隧穿”的概率非常低。即使在太阳核心区高温高压环境下，质子隧穿的概率也只有10^(-20)左右。这个概率是直观的。看，它是万亿分之一。

需要注意的是，即使一个质子通过“量子隧穿”与其他质子发生碰撞，也很难发生核聚变，因为在质子碰撞实验中，科学家发现两个质子碰撞在一起的质量超过了99.999 %概率不会发生核聚变，它们会重新衰变成两个独立的质子。

简而言之，由于上述原因，太阳核心区域发生质子核聚变的概率非常非常低。它有多低？根据科学家的计算，在太阳的核心区域，一个质子融合成另一个质子平均需要数十亿年的时间。

文章来源：《太阳能学报》 网址: http://www.tynxbzz.cn/zonghexinwen/2021/0811/1354.html