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太陽核心只有1500萬攝氏度,為什麼還能發生核聚變反應?

太陽作為太陽系的中心天體,為地球帶來了充足的能量,滋潤著大地上的各種生物。學過初中物理的朋友都知道“能量守恆定律”,既然太陽能夠發光發熱,那它本身的能量又是從何而來?有人可能會說:“太陽不就是一個燃燒的大火球嗎?”

事實上,太陽本身並沒有在燃燒,或者說不是我們所說的傳統意義上的燃燒,太陽的原理本質上是氫核聚變,這是一種物理變化,而非化學變化。當然,太陽也不是整個都在核聚變,否則就像氫彈那樣,一下子炸掉了。

太陽核心只有1500萬攝氏度,為什麼還能發生核聚變反應?

太陽的由內到外,可以分成多個區域,最裡面的是核心,在太陽表面巨大的引力之下,核心區域會受到巨大的壓力和極高的溫度,氫核聚變反應就在這裡進行。

根據科學家計算,在太陽核心大約有1500萬攝氏度的高溫,雖然已經很高了,但還遠遠達不到地球上進行可控核聚變

實驗

的溫度——1億攝氏度,為什麼太陽內部卻能進行核聚變反應呢?

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這就需要從核聚變的原理說起了,所謂核聚變就是指:兩個較輕的原子核透過聚變形成一個更重的原子核以及一個更輕的原子核的過程,由於反應前後會發生質量虧損,這部分質量會以能量的形式釋放出來,這就是核聚變反應的原理。

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除此之外,核聚變反應需要的條件也十分苛刻,高溫和高壓之下,才能正常進行,這也是為什麼引爆氫彈,需要先引爆原子彈,以此快速達到核聚變需要外部條件,比如1億攝氏度。

雖然在太陽內部沒有這麼高的溫度,但是其核心擁有200萬個大氣壓的壓強,正所謂:溫度不夠,壓力來湊,這樣聚變才能得以正常進行。讀到這裡你可能還是很懵,這或許你就需要提升學歷了,

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太陽核心只有1500萬攝氏度,為什麼還能發生核聚變反應?

至於太陽為什麼能穩定存在,也是巨大壓強的原因,內部核聚變會產生向外的壓力,而外部巨大引力又會向內壓,增加聚變反應的劇烈程度,這時候,太陽就會慢慢膨脹。當太陽膨脹到外部巨大的壓強不足以對抗內部向外的壓力時,反應又會減緩,這時候太陽又會收縮。整個太陽是一個動態平衡的過程,這樣才能穩定地“燃燒”100億年之久。

太陽核心只有1500萬攝氏度,為什麼還能發生核聚變反應?

有了高溫高壓就能聚變了嗎?還不夠,太陽核心屬於等離子體,原子核、電子可以到處遊離,正常原子核帶正電荷,兩者會互相排斥,想要結合在一起是很難的。但在微觀世界,有一種東西

叫做

量子隧穿效應,意思是:粒子有機率透過勢能的壁壘。

儘管這個機率很小,但放大到整個太陽內部,核聚變的發生似乎就是必然的了。

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