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☀️ 核聚变 · 3D 交互动画

氘（²H）+ 氚（³H）→ 氦-4 + 中子 + 能量 — 从原子结构到等离子体的聚变之旅

当前阶段 原子结构

⚛️ 物理小课堂

²H + ³H → ⁴He + n + 17.6 MeV

能量分配：中子 ~14.1 MeV ｜ α 粒子（氦核）~3.5 MeV
质量亏损 = 2.014102 u + 3.016049 u − 4.002602 u − 1.008665 u = 0.018884 u ≈ 0.0189 u
质能换算：0.018884 u × 931.494 MeV/u ≈ 17.6 MeV
E=mc² 质能方程：亏损的那一点点质量变成了能量 —— 17.6 MeV × 1.602×10⁻¹³ J/MeV ≈ 2.82e-12 J

🤔 常见问题（点开看答案）

只有加热，才能变成等离子体吗？

不是。气体放电——日光灯、霓虹灯、闪电，还有强激光、电磁波，都能把气体电离成等离子体。只是这些“冷”等离子体只有几千到几万度，远达不到聚变条件；要让原子核撞到一起，还得极端加热到上亿度。

到底要加热到多少度？

地球上 D–T 聚变约需 1 亿℃：温度越高原子核跑得越快，才挤得过库仑斥力。太阳核心只有约 1500 万℃，靠巨大的引力压力和量子隧穿帮忙也能聚变——地球上没有这种压力，只能把温度堆得更高。

一定要等离子体才能聚变吗？

主流方法必须：托卡马克磁约束（中国 EAST、国际 ITER）和激光惯性约束（美国 NIF）都把燃料变成上亿度的等离子体——普通物质里原子核被电子云包着、被晶格锁着，根本撞不上；等离子体里裸露的原子核才能高速自由对撞。例外是 μ 子催化“冷聚变”，但 μ 子寿命太短、成本太高，目前无法实用。

为什么 ²H 的 2 写在左上角，不是右上角？

这是核素符号的国际统一规则（中国教材相同，不是国家差异）：左上角=质量数（质子+中子个数），左下角=质子数，所以氘完整写作 ²₁H、氚写作 ³₁H。而右下角=分子里原子个数（H₂O 的 2），右上角=离子电荷数（Ca²⁺ 的 2+）。位置不同、含义不同。

太阳发光发热，靠的就是这种聚变反应：一点点质量，换来巨大的能量。

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