核聚变与温度的关系

太阳表面温度六千摄氏度，按照温度传递原理，太阳内部温度会沿着径向方向逐渐增大，太阳中心温度会增大。道理很简单，没有温差就没有热量的传递。太阳半径接近69万公里，就算是不太大的温差，中心区域温度也会很高的。实际上，太阳中心的温度在1500万摄氏度，这样的温度可以让氢原子核（质子）处于高速运动状态。

太阳中心区域，氢原子核高速运动，与其它氢原子核碰撞。绝大部分碰撞行为，在质子与质子电磁力的强大排斥下，无法进一步接近。达不到核子强力的作用范围，也就不会产生核聚变反应。但是，粒子的运动速度是分布不均匀的，少部分粒子的运动速度很快。如果是运动速度很快的质子碰撞到一起，就可以更加接近了，可以达到强力的作用尺度了，核聚变就可以发生了。

因此，1500万摄氏度的太阳内部，相互碰撞的质子，极少一部分会发生核聚变反应，形成氦原子核。只有极少数碰撞行为才会发生核聚变反应，这样才能让太阳核聚变反应不至于那么激烈，而能长期稳定存在。

如果太阳内部温度大幅度升高，核聚变反应会迅速增强，这样的现象是不容易发生的，因此，太阳内部的温度往往是比较稳定的，温度变化幅度是很小的。

如果想产生同样的核聚变反应概率，氦原子核相互碰撞大致需要多高温度呢？由于氦原子核质量相对质子质量提高四倍，同样的温度，其平均运动速度会下降到质子平均运动速度的一半的水平。在热力学平衡状态下，粒子的平均动能是一样的，比如，质子的平均动能与氦原子核的平均动能一样。

质子携带一个电量，而氦原子核携带两倍的电量，氦原子核相互碰撞需要克服的电磁力是质子相互碰撞的四倍。这意味着氦原子核相互碰撞需要四倍的动能才可以实现质子相互碰撞同样的核聚变概率。意味着温度需要从1500万度提高四倍，达到六千万度，才能实现氦原子核之间同样频率的核聚变。当然了，质子碰撞的核聚变门槛会比太阳中心的温度低一些，虽然核聚变频率也会低许多，但也算是核聚变。实际上，质量比太阳小一些的恒星数量更多，这些恒星中心区域发生着相对太阳中心，频率低一些的核聚变反应。可见，氦原子核之间的核聚变温度会明显低于六千万度。

同理，原子核序数越高，核聚变所需要的温度门槛就越高。超新星大爆发的时候，恒星内部的温度会极其高，此时，那些质量较大的原子核也可以冲破电磁力的排斥，碰撞到一起了。此时会产生铁以后的所有自然元素的原子核。