為什麼太陽的核聚變可以持續100億年？

太陽的主要組成元素為氫，佔比將近75%。氫元素髮生核聚變反應是太陽的能量來源，每秒可以釋放出多達3.8×10^26焦耳。如果以人類目前全年的用電量來計算，太陽一秒釋放的能量足夠人類使用上百萬年。之所以太陽的核聚變反應可以持續50億年，並且未來還會再繼續50億年，這與恆星有一套機制來控制核聚變反應有關。

太陽中的所有氫原子核不會同時參與核聚變反應，而是只有一小部分，因為發生核聚變反應需要苛刻的條件。由於氫原子核會互相排斥，並且本身體積很小，它們只有獲得巨大的動能才有可能互相碰撞而發生核聚變反應。只有在太陽中心向外延伸20%至25%太陽半徑的核心部分，在太陽自身巨大重力的擠壓下，那裡的氫原子核才會發生核聚變反應。

不過，即便是在太陽核心，也不是所有的氫會同時參與核聚變反應。氫原子核需要發生概率很小的量子隧穿效應才有可能結合成雙質子，而且這種粒子很大概率會重新衰變成氫原子核。只有雙質子發生概率很小的β+衰變產生氘，才能進一步引發核聚變反應。

根據第一步發生的概率來計算，即便是在極端高溫高壓的太陽核心，平均每個氫原子核需要耗費大約10億年的時間才能合成氘。正因為如此，這使得太陽核心的所有氫原子核需要大約100億年的時間才能完成核聚變反應。

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