太阳不断发生核聚变为什么没爆掉（为什么太阳不像氢弹一样瞬间爆炸）
太阳是太阳系的中心天体，同时占据了太阳系99.86%的质量。如果没有太阳的存在，也就没地球也不会存在，更不会孕育出生命。太阳带给地球热量，支撑着植物的光合作用，支配着地球的大气和气候。
事实上人类很早就已经意识到了太阳的重要性，甚至许多文明都把太阳当作是神来崇拜。随着科学的不断发展，人类对太阳才慢慢有了的新的认识。
首先我们从太阳的形成开始说起宇宙是在138亿年前由一个密度极高，热量极大的奇点爆炸而成，而目前关于太阳的形成被人广泛接受的是星云假说，内容大概是太阳开始只是46亿年前一片巨大分子云中一小块的引力坍缩。
太阳星云想象图
其实大多坍缩的质量集中在中心从而形成了太阳，剩下的部分形成了一个原行星盘，后来继续形成了行星、卫星、陨星以及其他的比较小的太阳系天体系统。
关于太阳的组成成分太阳的质量大约为地球的33万倍，其中大约73.46%的是氢，24.85%是氦，剩下少量其他元素仅占了不到2%。
- 需要注意的是太阳并不是固体，而是等离子体。
太阳的内部结构
这里解释一下等离子体的概念。
日常生活中，根据温度的不同，常见的物质会呈现出三种状态：气态、液态、和固态。实际上还有一种状态叫做等离子体，物质达到这种状态，原子核和电子会分开。
太阳就是等离子体，氢原子内部的电子脱离了原子核的束缚，使得太阳内部成了一锅氢原子核（质子）与电子的混合状态。
在很多人的理解中太阳就是一个大火球，通过燃烧释放能量，甚至有人猜想太阳是一个大煤球。然而抛开其他因素，根据计算太阳那么大的煤球最多只能燃烧5000年。
而事实上太阳的燃烧机制和我们常说的燃烧有着本质的不同。
- 我们平时所说的燃烧一般是指物质的剧烈氧化反应，是一种化学反应。
氘、氚核聚变示意图
而太阳内部则是通过原子核聚变产生能量，所以它并不是化学反应，自然也不需要氧气的供应。
核聚变的原理是什么？前面提到太阳内部有大量的氢，那么太阳进行的聚变反应也就是氢核聚变。
从微观角度来看，核聚变是指：两个较轻的核融合之后形成了一个较重的核和一个更轻的核。在这个过程中，会亏损一部分质量，反应前后的质量是不相等的。
- 那么亏损的质量哪去了？
我们根据E=mc^2，可以知道，质量和能量其实是一个物体的同一样东西，而太阳内部损失的质量正是以能量的形式释放出去了。正是这样我们才接受到了来自太阳的光和热。
核聚变的进行需要哪些条件核聚变的本质无非是核子的结合生成新的核子的过程，而想要让原子核互相碰撞，首先得让电子摆脱原子核的束缚。
然后是需要将原子核之间的距离减小到10^-15m的量级，想做到这点更不容易，因为原子核带正电，它们之间还会形成互相排斥的库仑力。
同种电荷相互排斥
- 办法就是从外部施加超高温和高压，这样原子核才能克服库仑力。
按理论来说，氢核聚变需要的温度至少需要1亿度，反应才能正常进行。而太阳内部的温度不过1500万度，如果温度和压力达不到，两个带正电的质子就无法克服库伦力结合到一起，核聚变也就无法进行了。
太阳内部的氢原子核是如何结合到一起的呢？这里必须要提到量子隧穿效应。太阳之所以能够缓慢进行核聚变所依赖的正是这种机制。
它讲的是：在量子力学里面，像电子等微观粒子可以穿过位势垒的一种行为，尽管位势垒的高度大于粒子的总能量。
也就是说，即使两个质子的能量小于克服它们之间库伦力所需要的能量，它们依然有概率结合到一起。尽管概率非常小，宏观世界是根本不可能发生的。
而这个概率放到巨大的太阳上，再加上数亿年的时间，量子隧穿效应的出现几乎就成了必然。太阳内部的核聚变反应终究是会发生的。
世界上核弹头主要分成原子弹和氢弹，而最先有的核武器是原子弹，比如当时美国在日本投下的那枚原子弹来看，威力相当于2万吨TNT，后来技术的发展，核武器的改进从而出现了氢弹。
氢弹的爆炸的威力是无法想象的，拿原子弹来说其当量最大也就是几十万吨而已，可氢弹就不一样了，其当量百万吨级是基础的。
历史上苏联曾经试验过一次氢弹爆炸，名为“大伊万”，最开始苏联的这颗氢弹是准备上亿当量的，考虑到轰炸机的问题就减少了一半的当量，爆炸当量也为5800万吨TNT。
当时“大伊万”的爆炸场景非常可怕，也向世人证明了氢弹的威力，所以后来就没有国家再敢去尝试，只是在探索。
在1967年6月17日，我国成功爆炸了第一颗氢弹，这是在核武器方面的一次飞跃。氢弹是一种热核武器，大致是裂变—聚变—裂变的爆炸过程，其特点借助了热核反应产生的大量中子来轰击铀-238，使铀-238从而发生裂变反应。
别忘了，太阳可是一个2×10^30kg的恒星，它拥有太阳系99.86%的质量，这么大的质量代表着它同时也有了巨大的引力。
当核聚变变得越来越剧烈，自身巨大的引力不足以抵抗核聚变产生的对外膨胀的压力时，由于外部压力的不足，就会间接减缓核聚变的程度。
当核聚变减缓到一定程度，在自身引力作用下，又会增加太阳内部的温度和压力，如此循环，会达到一个平衡状态。这才使得太阳能够不断的进行缓慢的核聚变。
通过前面我们已经知道，太阳核聚变是在不断的释放能量。据估计，太阳内部每秒钟会损失426万吨氢的质量，这些质量全部以能量的形式释放。
所以太阳的质量是在一直亏损的，但是400万吨对于太阳的质量来说是微不足道的，仅仅占了太阳总质量的万分之三。
- 据估计，太阳可以持续进行这个过程长达100亿年，而现在已经过去了46亿年。
到那个时候，太阳因为亏损了太多的质量。将会导致自身的引力无法抵抗核聚变产生的压力，太阳就会变成一颗红巨星，任由核聚变反应，持续膨胀。
核聚变的优势在于不会产生核辐射以及核废料。了解了太阳的燃烧机制之后，人们就会想：能不能制造出一个人造太阳，让能量持续稳定的输出，这将是最清洁环保的装置。人们把它称为：可控核聚变。
尽管人类通过研究掌握了核聚变的原理，并且成功制造出了氢弹，但是氢弹爆炸是一瞬间的，释放出的巨大能量也不能收集起来加以利用，所以氢弹属于不可控核聚变。
目前，“国际热核聚变实验堆计划（ITER）”就是基于人类对能源的长期需求所成立的国际联合项目。尽管想法非常的美好，但研发过程中存在着很多的困难，实现商用更是到了本世纪中叶以后了。
结语最后我们来总结一下
- 太阳燃烧的原理是核聚变，正是由于量子隧穿效应才使得太阳内部的温度只有1500万度也能缓慢的进行核聚变。
- 太阳之所以不会像氢弹一样瞬间爆炸是因为，由于原子核之间库仑力的阻碍，而且太阳自身巨大的引力和内部核聚变产生的压力相互影响达到了一种平衡状态。同时也保证了太阳不膨胀和收缩。
- 可控核聚变是一种无污染的清洁能源，研究成功将会大大解决人类的能源需求。
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