物理学：什么是核聚变？

核聚变（Nuclear Fusion）是一种核反应过程，在这个过程中，两个较轻的原子核结合在一起形成一个较重的原子核，同时释放出巨大的能量。这个过程是太阳和其他恒星的主要能量来源。

以下是一些关于核聚变的关键点：

1. 能量来源：核聚变释放能量是因为最终形成的原子核比原来的两个原子核的总质量更轻，根据爱因斯坦的质能等价原理（E=mc²），这部分质量差转化为能量。

2. 条件：为了发生核聚变，反应物需要非常高的温度和压力。这是因为原子核都带正电荷，相互排斥，只有在极端条件下才能克服这种电荷斥力，接近到足够近的距离进行聚合。例如，太阳中心的温度大约为1500万摄氏度。

3. 反应类型：最常见的核聚变反应是氢的同位素（如氘和氚）聚合成氦的过程。例如：

   • 氘（D） + 氘（D） → 氦-3 + 中子 + 能量
   • 氘（D） + 氚（T） → 氦-4 + 中子 + 能量

4. 可控核聚变：科学家一直在研究如何在地球上实现可控核聚变反应，以提供清洁、无限的能源。这种研究被称为“聚变能源”，但目前面临的挑战主要是如何维持持续的聚变反应和能量的净输出（即产出的能量大于输入的能量）。

5. 应用：除了作为未来的能源，核聚变还有其他应用，比如在氢弹中，核聚变被用作爆炸的机制。此外，核聚变反应器也被用在基础科学研究中，如研究物质在极端条件下的行为。

核聚变作为一种能源的潜力巨大，因为它几乎不产生污染物，燃料（氢的同位素）在地球上也很丰富。然而，实现商业化的可控核聚变仍然是一个非常复杂的科学和工程挑战。