一口气搞懂太阳的聚变过程，原来核物理如此简单( 二 ) _聚变

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【一口气搞懂太阳的聚变过程，原来核物理如此简单】将两个质子结合起来形成氘释放出的总能量约为2Mev，约为初始质子质量的0.1% 。但是如果你在氘中再加入一个质子，就能得到氦-3，变成一个更稳定的原子核，其中包括两个质子和一个中子，并释放5.5Mev的能量，而且这个反应进行得更快更自然更顺畅。
虽然核心中的两个质子需要数十亿年的时间才能融合成氘，但氘一旦形成，只需一秒钟就能与质子融合成氦-3!

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还有一种可能就是两个氘核融合在一起，但这种情况非常非常罕见，所以可以肯定地说，100%的氘与一个质子融合成氦-3 。
我们通常说太阳中的聚变是“氢融合为氦”，一言代之。但实际上，这个聚变的过程是非常持久的一个过程，涉及多个氢原子进入，一个氦原子产生！在氦-3形成之后，有四种方式可以形成氦-4，氦-4是太阳核心获取能量最有利的状态。
氦-3到氦4的四个种方式

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第一种方式也是最常见的方式，是让两个氦-3原子核融合在一起，产生一个氦-4原子核并吐出两个质子。在太阳中形成的所有氦-4原子核中，约86%是由这条路径形成的。这个反应在1400万开尔文以下占主导地位，顺便说一下，太阳比宇宙中95%的恒星更热，质量更大。

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换句话说，这是宇宙恒星中形成氦-4最常见的路径:两个质子在量子力学的作用下产生一个双质子，双质子偶尔衰变成氘，氘与一个质子融合生成氦-3，然后在大约一百万年后，两个氦-3原子核融合生成氦-4，在这个过程中吐出两个质子。
但在更高的能量和温度下（包括太阳核心最深处的1%）另一种反应占据主导地位。

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第二种方式，在高能量下，氦-3可以与一个已经存在的氦-4合并，生成铍-7 。本来铍-7会找到一个质子生成硼-8;然而，由于它不稳定，还没来得及反应，首先衰变为锂-7 。在我们的太阳中，通常先发生衰变，然后再加上一个质子，产生铍-8，铍-8立即衰变为两个氦-4核，这个过程生成的氦-4大约占太阳氦-4总量的14% 。
第三种方式，但在质量更大的恒星中（例如：O、B级恒星），质子与铍-7的聚变发生在衰变为锂之前，生成硼-8，硼-8首先衰变为铍-8，然后衰变为两个氦-4原子核。这个过程在类太阳恒星中并不重要——只占氦-4总量的0.1%，但在巨大的O类和B类恒星中，这是产生氦-4最重要的聚变反应。
另外，作为补充说明一下第四种方式，氦-3理论上可以直接与质子融合，直接产生氦-4和正电子(以及中微子) 。虽然氦-4在我们的太阳中非常罕见，以这种方式产生的氦-4核还不足百万分之一，但这个过程可能在质量最大的o型星中占据主导地位!