1. 氫核融合：質子–質子鏈(proton-proton chain)
1. 融合過程
氫核即為質子。縱然在高溫的太陽核心，因受強大的靜電斥力的限制，質子–質子
對撞而融合為氘(2H)的機率非常的低，據估算每個質子融合的速率約為 5*10-18 1/
秒，是個非常緩慢的過程，但太陽核心有近 1056 個質子，故每秒仍有近 1039 個質
子完成融合。
氫融合為氦的主要流程為
1
H + 1H →2H + e+ + υe(微中子)
2
H + 1H →3He + γ
3
He + 3He →4He + 2 1H。
淨反應可寫成
4 1H →4He + 2 e+ + 2 υe(微中子) + 能量。
正電子(e+)與一般電子相遇後，相互湮滅產生二個 X 射線，故氫歷經質子–質子鏈
的融合反應，可以簡單的表示成

2. 4 1H →4He + 2 υe(微中子) + 能量
而此處所產生的微中子屬於電子家族，故又常稱為電子微中子(electron neutrino)，
微中子為電中性，至於其靜態質量為零或近乎零，仍是物理學與天文學的重要懸
案。
2. 質量與能量等效
氦的質量較四個單獨的氫之質量小，由愛因斯坦的質–能公式告訴我們
ΔE = Δm c2
c 為光在真空中的傳遞速率，也就是〝損失的質量轉變成能量的釋出〞。
4 個氫核的質量= m4H = 6.693*10-27 kg
1 個氦核的質量= mHe＝6.645*10-27 kg
在氫融合過程的質量損失=Δm = 0.048*10-27 kg，
相當於有近 0.72% 的質量損失。而一次氫核融合所釋出的能量為
ΔE ＝Δm c2
= (0.048*10-27 kg)*(3*108 m/sec)2 ＝0.43*10-11 J ＝1*10-12 卡
一公克的氫約有 6*1023 個氫核，每一次氫核融合用掉 4 個氫核產生 1*10-12 卡的能
量， 所以 1 公克的氫在核融合過程中可產生
(6.02*1023/4)(1*10-12 = 1.5 * 1011 卡
如以這一公克的氫進行核融合來煮沸冰水，每一公克的水從 0℃增高到 100℃的沸
水需要 100 卡的熱量， 所以 1 公克的氫在核融合的過程中所產生的能量可將 1500
公噸的水煮沸！
資料來源：成大物理系天文實驗室<天文學概論網頁>
http://www.phys.ncku.edu.tw/~astrolab/e_book/