核聚變在太陽中是怎樣進行的？

在先前的文章中，我們說到了我們都是由星塵組成的。除了氫（太陽的燃料），我們身體中的其他原子都是在超新星以及恆星核心之中融合而成的。不過，這個核聚變過程還是很複雜的，並且也很難，即使是在恆星的核心之中。例如，看似簡單的氫核聚變成氦，這是我們太陽的主要能量來源。

通過簡單的計算可以得到，太陽核心的溫度約為300萬開爾文（開爾文K為熱力學單位，與攝氏度的轉換關係為：開氏度 = 攝氏度+273.15）。但實際上太陽核心的溫度接近1500萬開爾文，並且壓力超過地球海平面大氣壓的3000億倍。在如此高的溫度和壓力下，氫原子核（質子）相互撞擊。但僅讓原子核發生碰撞並不足以使它們發生核聚變。氫原子核帶正電，所以它們距離越近靜電斥力就越大（同性相斥）。原子核之間的靜電斥力非常之高，使得大多數碰撞並不能強大到足以克服這個斥力。

元素周期表

幸運的是，這些原子核不需要克服所有的排斥力。通過一種被稱為量子隧穿的效應，那些距離已經足夠接近的原子核可依賴於量子力學來穿過排斥障礙。並不是所有的接近碰撞都會導致量子隧穿，但足夠質子融合成氦-2（也稱為雙質子，即只有兩個質子組成，而沒有中子）。

不幸的是，大部分的這些氦-2原子核會立即衰變為兩個質子。與普通的氦-4相比，氦-2極其不穩定，所以簡單的質子碰撞不會產生穩定的氦。然而，在極少數情況下，氦-2將衰變成氘（氫的一種穩定同位素，比常規氫原子多了個中子），以及一個正電子和中微子。中微子迅速逃離太陽，而正電子與電子碰撞產生伽馬射線。

即便從質子的對撞中產生氘是極其罕見的，氘還是可以在太陽核心中積累起來。通常，氘會與流浪的質子碰撞產生氦-3。氦-3是氦的一種穩定的同位素，而它也可以在太陽核心中積累起來。

因為氦-3擁有兩個質子，使得質子很難與氦-3碰撞產生鋰-4。鋰-4也極其不穩定，所以這樣的反應沒多大用。相反，一個氦-3通常會與另一個氦-3核碰撞產生鈹-6，而鈹-6會很快衰變成氦-4和兩個氫原子核。

太陽中的質子-質子鏈反應

從質子到氘到氦-3到氦-4的這個過程被稱為質子-質子鏈反應（pp鏈反應），這是太陽核心產生能量的主要來源。還有其他核聚變過程也會產生能量，如碳氮氧循環，太陽中有1.7%的氦-4是由此產生的。在較大的恆星中，還有更進一步的核聚變過程，產生更重的元素。然後大質量的恆星爆炸成超新星，拋出這些元素，最後它們構成了後來的我們。

所以事實的確如此，我們都是由星塵組成，但產生星塵需要一些相當複雜的核物理過程。

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