本文基於回答一位網友的邀請，原題為：太陽上每個地方每時每刻都在核聚變，那麼太陽上每次核聚變爆炸的起始當量是多少呢？
關於太陽內部核聚變問題，我已經發表過許多文章解釋了，但看到有的朋友還是不了解，邀請回答此類問題，就覺得還是有義務再說一下。各位不要以為是老調重彈，其實每次回答都是我和網友們共同學習的過程，都是盡量用新的視角和知識來與大家分享這種老問題，歡迎新老朋友耐心看完，多提寶貴意見。
首先我告訴這位朋友，太陽核聚變不是在每個地方都進行
核聚變不是隨便就會發生的，而是需要極端的條件，比如需要極高的壓力或者極高的溫度。在地球上人造可控核聚變，就需要上億度的高溫才能持續進行。太陽比我們地球有一個特別的條件，就是高壓，因此持續核聚變的溫度就不需要這麼高，但核聚變的位置必須在核心才能夠發生。
太陽是一個主要由氫元素和氦元素組成的巨大等離子體球，半徑約70萬千米。萬有引力讓這個等離子球體不斷向核心收縮，這樣在核心處就形成了約3000億個大氣壓和1500萬K的溫度，在這樣的壓力和溫度下，核心的氫原子外層電子被高壓高溫剝離了，露出了光禿禿的核，在壓力和高溫下，核與核之間不斷劇烈碰撞，核融合也就是核聚變就被點燃了。
這個核聚變的區域就是在太陽半徑約1/4的核心處。
太陽核聚變的過程比較複雜，今天就不展開說了。簡單地說，就是4個氫核聚合成一個氦核，在這個聚合過程中，會有一部分質量虧損。這個損失有多大呢？我們簡單計算就知道了。參與核聚變的主要是氫的同位素氕，氕的原子量為1.008，4個氕核的原子量加起來就是4.032；核聚變融合成氦-4後的原子量為4.003，這樣少了0.029的質量，約為參與核聚變氫核質量的0.72%。
這些質量到哪裡去了呢，原來是以光子和中微子的方式輻射出去了。這被輻射掉的質量就是能量，這個能量有多大呢？這就得用到愛因斯坦的質能方程了。
用質能方程可以計算出太陽核聚變的能量
質能方程是愛因斯坦最偉大的發現之一，這個方程將經典力學裡質量和能量隔離狀態統一起來，揭示了物質質量與能量的等價互換關係。
質能方程簡單表達式為：E=MC^2。這裡的E代表能量，單位J（焦耳）；M代表物體的靜質量，單位kg（千克），C代表真空光速，單位m/s（米/秒）。
這是一個具有簡單之美，卻蘊含著最深刻自然規律的公式，根據這個公式，我們可以看出物質質量里蘊含著非常巨大的能量，只要將1kg物質全部轉化為能量，就能夠得到9*10^16J，相當於250億度電或2151萬噸TNT炸藥的威力。
而太陽核心每秒鐘參與核聚變的氫約為6億噸，損失質量0.72%就是432萬噸，這些質量全部轉化為能量約為3.9*10^26J，就相當於10800億億度電，或9.3億億噸炸藥，也就是7萬多億顆廣島原子彈同時爆炸的能量。
太陽就是每時每刻每秒都在爆發出這麼巨大的能量。有人擔心這麼巨大的消耗會不會很快將太陽燒光呢？為什麼現在太陽已經46億歲了，也就是燒了46億年了，還沒有燒光，據說還可以燒50多億年呢？其實我們隨便計算一下就知道了，太陽到死也是燒不光的，只不過燒了一些皮毛而已。
太陽為啥能燒100億年？
太陽總質量約2*10^30 kg，總質量中氫元素約佔75%，氦元素約佔24%，其他各種重元素約佔1%。太陽每秒鐘有約6億噸氫參與核聚變，1年有31557600秒，參與核聚變的氫就需要約1.9*10^16（1.9億億）噸，100億年就需要約1.9*10^26噸，也就是1.9*10^29 kg。
從上面計算的結果看出，太陽核聚變如果從一開始到死亡一直這麼持續下去，100年億年壽命所消耗的氫相當於太陽總質量的不到10%，相當於太陽中氫的總質量約12.67%。但這些氫並沒有損失掉，而是轉化成了氦核存在太陽核心，真正消耗掉的只是每秒鐘約432萬噸的物質質量，100億年就是約1.36*10^27 kg。這些質量損失占太陽總質量的0.068%，不到萬分之七。
也就是說，太陽每秒鐘將432萬噸質量轉化為能量虧損掉了，100億年壽終正寢時，質量只是損失掉不到萬分之七，現在見證到質能轉化的威力了吧，知道人類為啥花費那麼多的人財物去開發核聚變發電了吧？
太陽每秒鐘需要消耗6億噸氫並不是隨意估算的，科學家們有許多辦法來了解。比如通過太陽這麼大質量的恆星，核心壓力和溫度導致核聚變劇烈程度精確計算；比如收取地球赤道每平米獲得太陽熱量，從而推算出太陽電磁輻射總量，根據質能方程反算出這些能量需要多少質量轉換，再根據氫核聚變質量虧損推算出需要消耗的氫總量等。
說來話長，是另一個話題，今天就不展開說了。
太陽核聚變為啥一直可控而不炸開呢？
許多人有這個疑問，就是太陽核聚變沒有一個硬殼包著，為啥不像氫彈一下子炸開了呢？其實這是一種誤區，太陽不但有殼，而且這個殼還厲害得很，就是太陽巨大的質量和體積，形成一個巨大的外殼，約束著太陽核心的核聚變。
萬有引力導致太陽巨大質量不斷向核心收縮，這就客觀上形成了一個厚重的外殼，因此，太陽核聚變的約束方式就是重力約束。由於太陽巨大質量向中心不斷施壓，高溫高壓才點燃了核聚變。核聚變點燃後，就會產生巨大的輻射壓，如果沒有太陽巨大的重力壓力約束住這個輻射壓，太陽就會像氫彈那樣爆裂開來。
核聚變產生的巨大輻射壓，會向外圍擴張產生巨大張力，當這個張力正好抵禦住質量的引力壓力，引力壓和輻射壓就取得了一個平衡，太陽巨大體積就無法向中心再收縮了，而輻射也也被壓制住無法逃逸。這種平衡就是太陽的主序星階段，像太陽這種質量的恆星，這個主序星階段可以維持100億年。
太陽壽終正寢前的迴光返照
當100億年後，核心的氫燃燒殆盡時，核聚變就會熄滅。沒有了巨大輻射壓的支撐，100億年時時都緊繃著的引力向心壓機會來了，瞬間向核心高速收縮，專用名詞叫坍塌，也就是極快速度垮塌到核心去。這樣核心壓力和溫度瞬間驟增，達到1億度以上，就點燃了更高一級的氦核聚變。
這時太陽會變成一顆紅巨星，半徑擴大200到300倍，進入老年迴光返照階段。這個階段，核聚變停止又點燃會反覆進行，星體極不穩定，每一級點燃更重核的聚變，都需要更高的溫度。最終太陽精疲力盡，無法點燃碳核及其以後重核的聚變了，核聚變就最終停止了。
但此時，太陽引力再也拉扯不住膨脹過大的外圍氣體物質了，這些外圍物質會漸漸散去，成為太空新的星雲，最終只留下核心一個緻密的碳核，這就是白矮星。這顆白矮星只有地球般大小，質量卻是太陽約0.6倍，因此密度高達每立方厘米1噸以上。
太陽核心的核聚變輻射能量如何來到表面，並輻射到太空？
這就需要說一下太陽的結構了。太陽的結構有點像一顆水蜜桃，桃核就是太陽的核聚變區域，核聚變釋放的巨大能量以電磁輻射的方式向外擴散，首先經過的是輻射層。輻射層有點像水蜜桃的瓤，佔有的空間最大，從太陽半徑1/4處開始，到達半徑的86%處。
太陽半徑約70萬km，1/4的核輻射區，就是從核心質點到半徑17.5萬km這麼一個圓球區域，每時每刻不斷進行的核聚變就在這個區域里進行；核聚變的能量通過輻射區到達距質心60.2千米處，這麼一個大圈為輻射區；以這裡為界再往外就是對流層了，也就是進入水蜜桃的皮下組織了。
所謂對流層就是熱的往上沖，冷的往下降，上下不斷翻騰的區域，這個層次在太陽半徑中佔了近10萬公里。再往上就是光球層了，這已經是太陽的皮層了，當然還不是表皮，是表皮下面那薄薄的一層，用動物皮層比喻的話就叫真皮。
光球層只有約500km，就像太陽一個罩子罩住了風起雲湧的對流層，太陽的所有可見光都是從這個光球層發出的，因此太陽的邊界是以光球層為界的。太陽表面溫度約5777K就是指這裡的溫度。
光球層上外面還罩著一層色球層，厚約2000km，這就是太陽的表皮了。奇怪的是，太陽從內到外，一直到光球層，溫度是逐漸下降的。可到了色球層，卻逐漸上升，到了色球層頂端，溫度可高達20000K。
色球層再到外面就是太陽的大氣層了，又叫日冕層。日冕層由高溫低密度等離子體組成，有點像爐子的火焰，閃忽不定，越靠近太陽越濃密熾熱，溫度可高達百萬度；越遠越稀薄，就成了太陽風，最遠處飄到太陽系的邊緣。
太陽光子隨機漫步
太陽能量就是這樣一層層往外傳遞的，這些能量是通過光子攜帶著往外傳遞的。光子從核心核聚變的質能轉換中誕生，一誕生就往外沖，在真空中可以達到每秒30萬km，可在介質中就不一樣了。
從太陽中心到表面有70萬km，本來光子只要走2秒就出去了，可太陽裡面遍布質子，光子又是個「好客」的，每遇到一個質子都要握握手，甚至擁擁抱，然後進行一下身份交換，這樣一轉就暈頭了，方向變了，可能往回走了。這樣一路走得磕磕絆絆，進三步退兩步，人們把這種走法叫「光子隨機漫步」。
太陽內部每個質子平均距離只有1埃，如果光子遇到每個質子都要「嘮叨」一番，有人計算就需要走3.9*10^37步，這樣就要走4千億年。宇宙壽命才有138億年，太陽壽命才有46億年，難道一個光子都還沒走出來？
其實並不是這樣，太陽裡面質子的密度分布並不均勻，有的地方稀疏，有的地方密集。既然是隨機漫步，就有的快有的慢了，而且每個光子並不需要與所有質子「套近乎」，這樣一算，快的幾萬年，慢的幾十萬年就出來了。
但也有玩得忘乎所以，掉在質子陷阱中的光子，就像侯寶林的相聲，兩個醉漢比賽著爬手電筒光柱，這樣就永遠出不來了，到太陽毀滅還在那玩著呢。
大多數不痴迷「玩」的光子，好不容易到達太陽表面後，終於得到釋放，像脫韁的野馬奔跑起來，帶著能量以每秒約30萬km的速度向太空各個方向輻射。我們地球當仁不讓地承接了整個太陽能量的22億分之一，每秒鐘得到的能量約1.77*10^17J，這相當於約500億度電，是1000萬座三峽大壩的發電總量；也相當於每秒爆炸3000多顆廣島原子彈的能量。
而我們每天曬在身上的陽光，雖然從太陽表面到我們這裡只花了8分多鐘，但這些光子的年齡都有數萬歲甚至幾十萬到幾百萬歲呢，好好珍惜吧。
這就是太陽核聚變發生的過程和能量傳遞方式，以及可以維持100億年不變的原因，不知各位對這個回答是否滿意？歡迎點評討論，感謝閱讀。
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