给铁提供能量铁可不可以核聚变？

在宇宙大爆炸后的3~20分钟，由于空间里能量密度非常高，宇宙诞生第一批元素，它们主要是氢和氦。这就是太初核融合。由于空间的迅速膨胀，使得核融合停止。正因为如此今天的宇宙中氢的比例是物质中最高的，这使得太阳这类质量较低的恒星能够诞生，生物才能够演化出来。

图:宇宙大爆炸

氢和氦在重力的作用下形成了恒星，恒星在其核心处进行着核聚变反应，生成了氢以后的元素。核聚变反应是将两个较轻的原子核合并一个较重原子核的过程。这需要克服两个原子核之间的库仑力的排斥，将两个原子核压缩到强相互作用力起作用的范围。

图:氢合成氦4的过程

强相互作用力非常的强大，是四种基本作用力中最为强大的。它的作用是将夸克结合成质子和中子这样的强子。仅仅是泄露出来的一点就能够克服质子间的库仑力，将质子和中子束缚在一起形成原子核。但它的作用范围却十分的有限，只有10∧-15米，只在原子核中起作用。

较重的元素里质子数量较多，库仑力也就越强，这就需要更多的压力和温度（温度越高原子核运动速度越快，原子核间撞击的能量就越大）来进行核聚变反应。

图:大质量恒星晚年的洋葱结构

太阳这样较低质量的恒星，能够提供的压力和温度只能将氢聚变到碳和氧。最后形成由碳和氧构成的白矮星。而大质量的恒星能够将氢一直聚变到铁。铁进行核聚变反应合成镍时，吸收的热量远大于聚变释放的能量。这时，恒星的核心冷却，辐射压再也抵挡不住恒星的重力。于是，恒星外围物质向核心极速坍缩，并以极高的速度（光速的一半以上）撞击到核心上，高速的撞击提供了更加强大的能量，使得核聚变继续发生，产生了更多的铁以后的重元素。另外，中子星的合并也会产生重元素。

综上所述，铁是可以发生核聚变反应的，前提是需要提供更加强大的能量。这种能量只有超新星爆发或者中子星合并这样的大事件才能够提供。

我国大众科普目前做的已经很不错了，有很多人知道恒星内部聚变的终点是铁，知道当恒星经历过主序星阶段后，聚变反应停止，剩下遗骸的中心是聚变产物铁，但绝大部分人不知道铁也是可以参与核聚变反应的。

如果把原子核看作是一个团队，原子核中的质子中子看作是团队成员，那么聚变反应就如团队解散后重新组团的过程。

团队解散需要外界输入很大的能量，当团队重新组建时又放出很大的能量，通常情况下，团队优化重组，放出的能量比外界输入的能量更多。

铁原子核是一个非常稳定的团队，虽然很难被解散，但当外界输入的能量很大的情况下也是可以被解散的，不同于其他元素，铁团队解散后的成员重新组成新的团队时放出的能量比解散时输入的能量更小，因而铁原子核重新组队是一个不划算的过程。

恒星中的铁也有聚变的机会，超新星爆发时，引力吸引外部的物质向核心靠拢，放出巨大能量，可以让铁也参与核反应生成更重的元素。

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