氫彈的核聚變反應

氫彈其實已經是我們耳熟能詳的大規模殺傷性武器了。而氫彈的原理說白了就是核聚變反應。那什么是核核聚變呢？

簡單來說是這樣的，科學家發現，宇宙中存在著不同的元素原子，它們的區別在于原子核內的質子數不同。

在這些原子中，鐵原子核是最穩定的，鐵之前的元素原子核都有聚合的趨勢，鐵之后的的元素原子都有裂變的趨勢。所謂“趨勢”，就是說整個反應的過程是釋放能量的，而不是吸收能量。

而核子彈利用的是比鐵元素原子序數大的元素可以裂變產生能量的原理。比如，比較常見的就是鈾235。

不過這里補充一點，原子核除了核裂變之外，還有鏈式反應，那什么是鏈式反應？

其實就是不斷核裂變地過程。

而原子序數比鐵元素小的元素原子核可以發生聚變，氫彈利用的就是氫核聚變，氫的同位素氘和氚聚合成一個氦4，并釋放出一個中子以及能量。

不過，核聚變對反應的條件要求特別高，氫核聚變反應已經是要求最低的了，但也需要1億度。所以，我們用常規手段是沒有辦法直接引爆氫彈的。一般來說，引爆氫彈之前，都會先引爆一顆核子彈，這樣才能達到引爆氫彈的反應條件。

弱相互作用

我們要知道的是，太陽的內核燃燒是沒有核子彈來引爆的，同時也沒有達到1億度。那太陽的內核為什么還會燃燒呢？

我們首先要知道的是太陽的質量特別大，整個太陽系99.86%的質量是太陽的質量，而太陽的是由于分子云在引力坍縮下逐漸形成的，內核由于引力的擠壓，導致溫度急劇升高，達到了1500萬度以及200多萬個大氣壓。但是，這并不能夠引發核聚變反應。

但實際上，此時的太陽的核心是處于一個奇怪的狀態，并不是常規的三態。（氣態、液態、固態，）而是一種叫做等離子態。

在等離子態的狀態下，原子結構是不存在的，整個就是一個粒子粥，電子，原子核到處亂竄。

而要發生核反應的其實是氫原子核，它們帶正電，所謂同種電荷互相排斥，因此由于庫侖力的存在，兩個氫原子核（實際上就是質子）相遇都很難，更不要說核聚變反應了。

如果在宏觀世界里，這樣的反應是不可能發生的。但是在微觀世界里不同，微觀世界里有一種量子效應，現在被我們叫做量子隧穿效應。

也就是說，即使有勢能的壁壘（需要消耗大量能量才能做成的事情），在微觀世界中也有一定的概率能發生。

具體來說是這樣的，在自然界中存在著4種作用力，分別是強相互作用，電磁相互作用、引力以及弱相互作用。而其中弱相互作用要比強相互作用和電磁相互作用弱一些。

基于量子隧穿效應，弱力可以使得質子和質子發生核聚變反應。但是由于弱力很弱以及量子隧穿效應其實發生的概率也很低，因此太陽的核聚變反應其實是很溫和地進行，而不是像氫彈那樣一下子全炸了。而且太陽內核主要進行的氫核聚變反應也要比氫彈的原理稍微復雜一些，是4個質子發生核聚變反應生成一個氦4。

這個過程也被我們稱為質子-質子反應鏈。除了這個反應鏈，恒星內部還存在著碳氮氧循環反應鏈，只不過這種形式在太陽中的占比很低，不過結果類似，也是四個氫原子核聚變反應生成氦-4。

也就是說，核聚變反應溫度不夠的問題其實是由于量子隧穿效應和弱相互作用的共同結果。