只用两个氢原子进行核聚变会发生什么？ 第1页

氕聚变：

这是质子-质子链反应的第一步，在太阳等恒星里普遍存在。2 个质子聚变为双质子（氦 -2 原子核）后，其中 1 个质子通过弱相互作用发射 1 个正电子和 1 个电子中微子、变为 1 个中子，使双质子变为氘原子核。太阳发射的中微子可以在地球上测得，并给出对反应速率的估计。

这个反应是非常困难的，因为弱相互作用太弱了。在实验室里根本就没测出两个氕合成氘存在反应截面。

这是个吸热反应，至少要吸收 1.25 兆电子伏特的能量。拿加速器将两个 0.7 兆电子伏特以上的质子打在一起，形成的双质子（氦-2 原子核）也有超过 99.99% 的概率在小于 1 纳秒的时间内衰变成两个质子并分开。双质子衰变成氘原子核的概率低于万分之一。

太阳核心里的质子没有这么大能量。目前的解释是质子靠量子隧穿强行越过库伦障壁，如此一来两个质子聚变为氘原子核的反应在太阳核心里平均耗时 90 亿年~140 亿年。太阳的体量巨大，使这反应仍有一定的速率保证。

反应产生的中微子会带走最多 0.42 兆电子伏特的能量，无论在实验室里还是在恒星里都没有回收的方法，也不会参与支撑恒星。即使你把那个正电子跟一个电子湮灭掉，放出的两个伽马光子加起来只有 1.02 兆电子伏特的能量，我们也没有条件把这能量全都拿来加热聚变等离子体。质子-质子链反应需要后面的步骤放出更多能量。