为什么太阳只有 1500 万 ℃，也能发生核聚变？ 第1页

不能用经典理论考虑这个问题。

强力的力程是 量级，两个氢原子核（质子）接近到这个距离需要克服的库伦势垒

1500万K时，粒子的平均动能 ，是势垒的1/1000。想要粒子的平均动能大于势垒需要百亿度的高温，而目前人造的托卡马克装置温度极限也就在1亿度量级，贴个之前的新闻：

但是，根据量子力学， 时，粒子仍有概率穿过势垒，即隧道效应（量子隧穿），

对于太阳 时，发生隧穿的概率大约 ，所以恒星可以以很慢的速率维持核反应很长的时间。

补充说明：

1.压强对能垒的影响可以忽略。气体压强是大量粒子不断碰撞器壁，对器壁施加冲量产生的。相同温度下加压可以增加粒子数密度从而减小粒子间平均距离，但是这个量与强力的力程 相比还是太小了。为了使能垒减小一个数量级，质子的平均距离需要达到 ，此时物质的密度在 量级（也是中子星的平均密度）。

2.粒子的平均动能低，不代表所有粒子的动能都小于能垒，需要排除这一项的影响。

通常恒星内部的情况下，原子很难发生简并，可以认为粒子服从麦克斯韦分布：

质子动能大于能垒 时，粒子速度

注：可以用相对论修正，但是误差不大没必要

则粒子动能足够大可以越过能垒的概率 ，这个积分不能用初等函数的形式表示，不过可以放缩一下计算 的上限：

令 且 ，显然对

则

而太阳只有 个重子（中子+质子），所以说经典理论不能解释核反应的发生。

3.这只是一个估算，实际因为恒星内有稠密的电子气体，原子核周围的电子可以部分屏蔽核的正电荷，使库伦势垒变小，但不会有数量级上的偏差。