你是否好奇過為什麼太陽會發光
？我們能不能用同樣的原理在地球上生產能量呢？以上兩個問題的答案都是核聚變！
什麼是核聚變？
在前面的章節中，我們討論了核裂變—將大原子分裂成較小的原子並釋放能量。核聚變則正好相反，它需要兩個較小的原子，並將它們合併為一個。
為什麼聚變會是重要的能量來源
如果分裂原子釋放能量，那麼結合原子如何也釋放能量？
{分裂原子（裂變）使用重元素（含有大量質子和中子的元素），而{聚變原子（聚變）使用非常輕的元素 。為什麼？因為對於比鐵（26個質子）輕的元素，聚變釋放出能量，而裂變則消耗能量。對於比鐵重的元素，情況正好相反。
因此，對於像鈾這樣的大原子，我們從分裂中獲得能量，但需要大量能量才能將這些原子連接在一起。相比之下，合併較輕的元素實際上\ italic {給} 我們能量！
聚變如何運作？
你可以嘗試合併隨便兩個元素，但我們將討論一種用於發電的特定聚變反應。
我們將以他們擁有的質子和中子的數量來指代元素：“1p2n”是一個具有1個質子和2個中子的原子核。我們現在可以先忽略電子—你稍後會看到原因。
1p1n + 1p2n = 2p3n。但是：2p3n是\ bold {不穩定的同位素}，意味著它會自然地迅速破裂，並從2p3n變成2p2n和額外的中子和能量。
這些元素是什麼？ 1p0n是氫“H”。用於聚變的1p1n和1p2n是氫的同位素，稱為氘和氚（它們有相同的質子數量，但中子數不同）：
這個反應的結果是什麼？如果2p2n是像核廢料那樣危險的東西，那將是壞事。
幸運的是，氦氣並不危險—它是用來填充氣球的東西。現在我們知道了當中涉及的元素，讓我們再次看看這個反應：
為什麼這會釋放能量？
{正如聽起來一樣奇怪，氦加一個中子的質量小於氘加氚 。 是的，這是真的！通過將相同數量的質子和中子重組為不同的構型，整個原子核將失去質量。為什麼？
損失的質量轉換為能量，以熱量和電磁輻射的形式釋放出來。愛因斯坦著名的方程式E =mc²在這裡就起了作用：{我們把質量轉換為能量。
那我們為什麼不使用聚變來產生能量呢？
在太陽下，核聚變的發生是由於引力造成的太陽核心中產生的巨大壓力，它的溫度可以高達15,000,000°C ！
好消息是我們可以在地球上產生聚變。壞消息：這真的很困難。
{迄今為止，所有聚變反應堆使用的能量均超過其產生的能量。這無疑是一個問題，如果一個發電廠使用的電力多於生產的電力，就沒有用處。
輸入能量與輸出能量之比通常稱為「Q」。核聚變歷史悠久，但是到目前為止，我們還無法使Q達到1 ：
正如你從該圖可以看出，我們非常接近Q = 1，但是隨後卻停止了改進—為什麼？在下一章中，我們將探討上圖的意思，尋找阻礙進一步進展（目前為止）的因素，並討論旨在達到Q = 10或更高水平的最新工作。
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