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以太阳为例,太阳的质量大约为地球的330000倍,达到2×10³⁰千克,从组成成分来看,超过百分之75的成分是氢元素。在太阳中心,热核反应每时每刻都在发生,其中四个氢核聚变成一个氦核,同时产生质量亏损,亏损的质量转变成能量释放出来。每秒大约有600000000000kg左右的氢聚变成596000000000千克的氦,这个过程亏损的质量达到400万吨,根据爱因斯坦质能方程E=MC²可以计算出一秒钟太阳释放大约360000000000000000000000焦耳的能量。这些能量以电磁辐射的形式释放出去。
太阳的核心位置也就是核反应区,这个区域大概是从中心向外扩展174000km的范围,
在这个区域内,压力达到惊人的30397500000000000帕斯卡,温度可以达到1500万摄氏度,这位热核反应提供了很好的条件。
太阳核心当然来自于太阳了,所以这也就是太阳从哪来的问题。百亿年前一场大爆炸,诞生了宇宙,宇宙诞生初期,空间中基本上都是的氢元素,随着宇宙的膨胀,这些氢元素逐渐形成星际云。太阳便是从有几光年跨度的氢分子云中形成,星云在中心引力的作用下逐渐收缩,因为角动量守恒,收缩过程会发生加速旋转,这就造成这些物质互相碰撞发热,随着时间的推移,中心堆积的物质越来越多,逐渐形成太阳,核心处压力与热量也越来越大,经过近亿年的演化,太阳核心处压力与温度已经达到点燃核聚变的程度,此时核聚变产生的巨大能量可以抵消引力的收缩作用,太阳也就诞生了。
首先来说太阳的核聚变不是发生在整个太阳,只发生在太阳核心区,只有在核心区,才满足核聚变的条件。其次核聚变的本质是两个粒子的碰撞,作为气态星体的太阳,温度越高内部氢粒子无规则运动程度越剧烈,但并不代表所有的氢粒子都是高速运动状态(可以参考麦克斯韦-玻尔兹曼分布),动能非常大的氢粒子与动能非常小的氢粒子占比都很少,由于是无规则运动,所以这些粒子的碰撞方向也就是随机的了。虽然随着温度的升高满足聚变速度的粒子也会增多,但是粒子间的距离也会变大,使碰撞变得困难。粒子的无规则运动和温度与粒子间隙处于负反馈关系,就像是太阳的油门,来条件聚变功率。
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