太阳核心温度远达不到1亿度的温度环境,但为什么还会发生核聚变?

2025-12-06 13:05:48
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回答1:

核聚变发生的初始条件就是设法让两个原子的原子核的距离有机会变得足够近,从而克服巨大的库伦斥力。我们知道电磁力和万有引力都是(低速弱场近似下)距离平方反比的长程力,但对于像氢原子核这样两个自由质子间的电磁力实际上比万有引力要强大概十的三十六次方倍。我们平时之所以感觉不了库仑力的强大,那只是因为被大量呈电中性的质量给掩盖了。而即便如此只是靠摩擦产生的那一点有限的静电,就足以对抗整个地球与纸片之类的物体彼此之间的吸引力。至于两个氢原子核之间那点万有引力,就更微弱得不值一提了。

可以与库仑力对抗的,只有强相互作用力,也就是简称强力的核力。核力比库仑力的强度要大一百倍,但和库仑力、万有引力不一样,它是一种短程力。在距离超过1.5飞米时,核力会急速下降几乎消失,就像两块磁铁距离太远摆脱控制后完全自由的状态;而当核子距离大于0.8飞米时,核力主要表现为吸引力,但且随距离增大而减小,就像磁铁南北极互相吸引一样;而在距离小于0.8*飞米时,核力表现为斥力,就像两块磁铁中间被弹簧顶住了,并且弹簧这时候已经超过了平衡点,如果你还想把核子间的距离靠得再近,那你就得克服弹簧的斥力才行,而且当弹簧被积压到极限时就算你用再大力也几乎不能把弹簧继续压缩了。

所以,让核聚变发生的条件就是让原子核之间有足够的概率进入数飞米以内级,让核子间的强相互作用力呈引力状态且实际强度足以超越电磁力的斥力作用才行。要想达到这一目标,最简单的手段就是给原子核一个很高的能量,让它们在高速运动形成的互相碰撞中,使得一部分原子核可以克服库伦斥力作用进入飞米级的距离。至于如何给这些原子核提供足够大的能量,那就可以八仙过海各显神通了。比如氢弹在内部包裹了一颗引爆用的原子弹,利用了中心的原子弹爆炸时的裂变能,制造超高的温度和压力条件。现在实验阶段的托克马克和仿星器,则是利用对撞机提供的源源不断的高强度磁场来给带电粒子不断加速直到它们可以达到对撞所需的能量和温度。而激光点火装置则是利用超高能量的激光,在极短时间对靶向材料同时进行加热和压缩,使其达到反应条件。总之,决定原子核发生碰撞后的最小距离,需要一定的温度和压力。

我们知道,温度越高,动能越大,当然也就越容易达到核聚变所需条件。而在温度不变的情况下,压强越大,密度也就越高。太阳中心的密度是每立方厘米160克左右,相当于把氢气压缩成比铁还要重几十倍的致密状态。在这种情况下,原子核之间的平均距离要比常压下小得多,这样同样平均动能不变下的原子核碰撞所需的平均自由程也要小得多,而碰撞概率就要提高很多。压力控制发生原子核碰撞的几率,而温度控制互相碰撞的原子核的动能分布,两者都会影响有效碰撞的总概率。

回答2:

是因为氢弹的原理,而且氢弹的威力是非常大的,就可以迅速的提高温度,所以才会发生核聚变。

回答3:

因为它的表面温度可以达到,而且并不是由温度来引发聚变的,是因为剧变才产生了温度。

回答4:

核聚变发生的初始条件就是设法让两个原子的原子核的距离有机会变得足够近,从而克服巨大的库伦斥力。

回答5:

因为核聚变的原因不仅是因为高温,而且还有高压,在太阳的中心,是存在很大的压力的,在高温高压的同时作用下自然而然的发生了聚变。