[科普中国]-Μ子催化聚变-

Μ子催化聚变是一种核聚变过程，可以让核聚变的发生温度远低于正常情况，即使在室温下或更低的温度都可以触发核聚变。它是核催化已知聚变反应的几种方法之一。

μ子是一种不稳定的亚原子粒子。它们类似电子，但质量是电子207倍以上。如果μ子在氢分子中取代一个电子，原子核将可以比一般状态更接近。当原子核并拢，产生核聚变的概率大幅增加，于是核聚变可以在室温下发生。目前这种方式还难以突破技术，很难使μ子进入原子核周围的轨道，而且μ子的寿命太短暂，所以以它触发的聚变必须非常快。目前制造μ介子的成本也非常昂贵。

简介Μ子催化聚变是一种核聚变过程，可以让核聚变的发生温度远低于正常情况，即使在室温下或更低的温度都可以触发核聚变。它是核催化已知聚变反应的几种方法之一。

μ子μ子（渺子，muon）是一种带有一个单位负电荷、自旋为1/2的基本粒子。μ子与同属于轻子的电子和τ子具有相似的性质，人们至今未发现轻子具有任何内部结构。历史上曾经将μ子称为μ介子，但现代粒子物理学认为μ子并不属于介子（参见历史）。

每一种基本粒子都有与之对应的反粒子，μ子的反粒子是反μ子(反渺子,antimuon)。反μ子（μ+）与μ子（μ-）相比只是带一个单位的正电荷，质量、自旋等性质完全相同，因此又叫做正μ子。

与其他带电的轻子一样，μ子有一个与之伴随的中微子——μ中微子（νμ）。μ中微子与电中微子νe参与的反应不同，是两种不同的粒子。1

次原子粒子次原子粒子，或称亚原子粒子。是指比原子还小的粒子。例如：电子、中子、质子、介子、夸克、胶子、光子等等。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。

原子核中蕴藏巨大的能量。根据质能方程，原子核之净质量变化（反应物与生成物之质量差）造成能量的释放。如果是由重的原子核变化为轻的原子核，称为核裂变，如原子弹爆炸；如果是由较轻的原子核变化为较重的原子核，称为核聚变。一般来说，这种核反应会终止于铁，因为其原子核最为稳定。

最早的人工核聚变技术是氢弹，同时在20世纪50年代，人类开始认真地研究发展用于民用目的的受控热核聚变，并一直持续到今天。在经过60年从以前的实验中做出设计改进之后，采用激光约束的国家点火装置(NIF)和采用磁约束的国际热核聚变实验反应堆(ITER)这两个主要项目的目标为在反应中产生的能量超过点燃反应所需要的能量。ITER还计划实现聚变“自持”。2

本词条内容贡献者为:

李航 - 副教授 - 西南大学