[科普中国]-碳聚变

碳聚变过程是一种核聚变反应，发生在质量较重的恒星（诞生时至少4MSun以上）耗尽了核心内较轻的元素之后。

简介碳聚变过程是一种核聚变反应，发生在质量较重的恒星（诞生时至少4MSun以上）耗尽了核心内较轻的元素之后。

它需要高温（6×108 K）和高密度（大约2×108 kg/m3），主要过程是：

12C + 12C → 20Ne + 4He + 4.617 MeV

→ 23Na + 1H + 2.241 MeV

→ 23Mg + n - 2.599 MeV

另一类为：

12C + 12C → 24Mg + γ

→ 16O + 24He (吸热的)

在氦的聚变停止后，碳聚变开始。当氦聚变时，恒星建立起一个富含碳和氧的惰性核心，一旦氦的密度降低至无法继续聚变的水平时，核心便会因为重力而塌缩。体积的缩小造成核心的温度和压力上升至碳聚变的临界温度，这也会使围绕着核心周围的温度上升，使氦在邻接核心的壳层内继续聚变。于是恒星的体积增加，膨胀成为红超巨星。

当碳聚变时，产物（氧、镁、氖）堆积成新的惰性核。在一段时间之后（或许～一千年）碳的相对丰度将会降低至不能持续的程度，于是核心温度开始下降并再次收缩。收缩会加热核心使得氖开始聚变反应（参见氖融合）。围绕着核心的碳壳层也会继续聚变，而在更外面还有氦壳层和氢壳层在聚变。

在这个阶段点上，质量在4-8倍太阳质量的恒星，变得不稳定并以巨大的恒星风将外面的壳层抛出，留下的就是以氧-镁-氖核心的白矮星。

质量更大的恒星将继续氖融合，但是从此刻起的演变是很快的，外壳通常来不及反应出变化。1

恒星恒星是一种天体，由引力凝聚在一起的一颗球型发光等离子体体，太阳就是最接近地球的恒星。在地球的夜晚可以看见的其他恒星，几乎全都在银河系内，但由于距离非常遥远，这些恒星看似只是固定的发光点。历史上，那些比较显著的恒星被组成一个个的星座和星群，而最亮的恒星都有专有的传统名称。天文学家组合成的恒星目录，提供了许多不同恒星命名的标准。

至少在恒星生命的一段时期，恒星会在核心进行氢融合成氦的核聚变反应，从恒星的内部将能量向外传输，经过漫长的路径，然后从表面辐射到外太空。一旦核心的氢消耗殆尽，恒星的生命就即将结束。有一些恒星在生命结束之前，会经历恒星核合成的过程；而有些恒星在爆炸前会经历超新星核合成，会创建出几乎所有比氦重的天然元素。在生命的尽头，恒星也会包含简并物质。天文学家经由观测其在空间中的运动、亮度和光谱，确知一颗恒星的质量、年龄、金属量（化学元素的丰度），和许多其它属性。一颗恒星的总质量是恒星演化和决定最终命运的主要因素：恒星在其一生中，包括直径、温度和其它特征，在生命的不同阶段都会变化，而恒星周围的环境会影响其自转和运动。描绘众多恒星的温度相对于亮度的图，即赫罗图（H-R图），可以让我们测量一颗恒星的年龄和演化的状态。

恒星的生命是由气态星云（主要由氢、氦，以及其它微量的较重元素所组成）引力坍缩开始的。一旦核心有了足够的密度，氢聚变成氦的核聚变反应就可以稳定的持续进行，释放过程中产生的能量。恒星内部的其它部分会进行组合，形成辐射层和对流层，将能量向外传输；恒星内部的压力能防止其因自身的重力继续向内坍缩。一旦耗尽了核心的氢燃料，质量大于0.4太阳质量的恒星，会膨胀成为一颗红巨星，在某些情况下，在核心或核心周围的壳层会融合成更重的元素。然后这颗恒星会演化出简并型态，并将一些物质回归至星际空间的环境中。这些释放至间中的物质有助于形成新一代的恒星，它们会含有比例较高的重元素。与此同时，核心成为恒星残骸：白矮星、中子星、或黑洞（如果它有足够庞大的质量）。

联星和多星系统包含两颗或更多受到引力束缚的恒星，通常彼此都在稳定的轨道上各自运行着。当这样的两颗恒星在相对较近的轨道上时，其间的引力作用可以对它们的演化产生重大的影响。恒星可以构成更巨大的引力束缚结构，像是星团或是星系。1

核聚变核聚变，又称核融合、融合反应或聚变反应，是指将两个较轻的核结合而形成一个较重的核和一个很轻的核（或粒子）的一种核反应形式。在此过程中，物质没有守恒，因为有一部分正在聚变的原子核的物质被转化为光子（能量）。核聚变是给活跃的或“主序的”恒星提供能量的过程。

两个较轻的核在融合过程中产生质量亏损而释放出巨大的能量，两个轻核在发生聚变时虽然因它们都带正电荷而彼此排斥，然而两个能量足够高的核迎面相遇，它们就能相当紧密地聚集在一起，以致核力能够克服库仑斥力而发生核反应，这个反应叫做核聚变。

举例：两个质量小的原子，比方说两个氚，在一定条件下（如超高温和高压），会发生原子核互相聚合作用，生成中子和氦-4，并伴随着巨大的能量释放。1

本词条内容贡献者为:

黎明 - 副教授 - 西南大学