核聚变为什么会释放出比核裂变还要强的核能？

Question

加入吧原子核结合成新的原子核，根据“质子和中子依靠强大的核力结合在一起”，这么来说，原子核的聚变现象不是应该需要跟多的能量么？那位什么还会释放出大量的核能？

Answer 1

呃，不知道你想过这个问题没？牛吃的是草，挤出的却是奶！或者换个比喻，就向化学反应中的放热反应，比如说氢气和氧气燃烧生成水，这会放出大量的热；但是，常温下氢气和氧气却是不反应的，这需要给它们加热、点燃，总之就是要给它们能量！

这个能量让氢分子和氧分子的分子键断裂，让它们变成原子，然后原子再化合，生成水。断键的时候需要能量，化合的时候放出能量，放出的能量大于吸收的能量，所以，整个反应体现为放热反应！

言归正传，我们来说一下核反应：首先，两个原子核要结合，它们必须克服原子核之间的库仑斥力，所以需要先把其中的原子加速，然后让这个高速的原子核去碰撞另一个原子核，当它们之间的距离接近10^（-15)m的时候，原子核进入到核力作用范围，核力是吸引力，这就会使得两个原子核更容易结合在一起，而且会释放能量！这就和化学反应中的吸放热反应差不多了，主要看这个碰撞过程中消耗掉的能量和释放出的能量的大小，如果释放的能量大，则这个反应是放能反应；反之，则为吸能反应！

在这里，有必要给你介绍一下为什么吸引力作用下会释放出能量，首先，我们是以无穷远为零势能面【这个核力吸引过程你可以参照库仑引力、万有引力。】，吸引力对距离的导数就是势能，这个势能函数是负值，比如，我们假设核力有个常比例系数，使得F=k/r²，则核力的吸引势能函数为Ep=-k/r，此时，r越大，势能越大；当两个粒子在核力吸引下靠近时，势能就开始变小，转化为动能……

当然，在核的世界里，这些碰撞反应等，还会引起质量亏损，ΔE=Δmc²，这是能量差异的一个主要来源。当反应前后质量亏损Δm是正值，也就是经过核反应，体系质量减小的时候，这个反应就会释放能量！而如果Δm是负值，则核反应是吸收能量的……

轻原子核聚变的时候，多为释放能量；而重原子核聚变，则多是吸收能量！

Answer 2

氢有三种同位素：氕（氢1）、氘（氢2）、氚（氢3），我们平时见到的氢以氕为主，含少量氘；氦也有氦3和氦4两种同位素，氦3不稳定，一般见到的是氦4。

氢聚变为氦的反应可以有多种形式：

4个氕聚变为一个氦4；
2个氘聚变为一个氦4；
一个氘 + 一个氚 = 一个氦4 + 一个中子

还有其它的形式就不列举了，并且要注意上面只是简单得说明，其实聚变过程中还有其它粒子产生。

总之要聚变成氦4，至少要有4个核子，是质子和中子无所谓，因为质子和中子在一定条件下是可以互相转化的。如果聚变中的核子超过4个了，多余的通常会以中子形式释放出来。

你可以仔细研究下氦4的核质量，以及中子、质子的质量，你会发现由两个质子加两个中子组成的氦4核，比两个自由的质子及两个自由的中子质量之和要小，这就是质量亏损的来源，核聚变的巨大能量就来源于这个质量差。

你也可以理解为聚变后，每个质子和中子的质量都减小了，正如前几天的一个问题，当一人从高处跳到地面，如果释放的能量通过辐射发散到外太空，你可以发现地球和那个人的质量都有微小的下降。

参考资料：http://zhidao.baidu.com/question/61716356.html?fr=ala0

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Answer 3

是 质量的变化吧 质能方程 多伟大的方程啊