太阳和恒星里的核能
今天我们知道，核能是已知产能率最大的能源。我们使用的电有一部分是由核电站所提供。在核电站内，重的铀核被分裂为轻的原子核，原子核分裂时会释放出能量。假如能使轻原子核聚变为重核，并获得有用的能
量，那么这样的核电站会产能更多，特别是氢核聚变的产能率最大。
太阳像大多数恒星一样，主要是由氢组成。因此我们要问，太阳的辐射是否可能由氢聚变来补偿？以后我们将会看到，氢的聚变确实是太阳的能源。在第 3 章里我们将要详细讲述在恒星内进行的核过程。不过在证明核反应维持了太阳的生命，从而也维持了我们的生命以前，我们应假想一下，假如在太阳和恒星内氢原子不断地聚变为氦原子，并释放出核能来维持恒星的辐射，其后果是什么。
当 1 克氢原子核聚变为氦核时，可以从这 1 克物质中释放出 6300 亿焦耳的能量，这相当于燃烧相同质量的烟煤所获取的能量的 2000 万倍。因此核能可以使太阳的寿命延长 2000 万倍，达到 1000 亿年的寿命。这样我们终于找到了一种可以维持太阳辐射达数 10 亿年的能源，即氢转变为氦时所释放出的核能。据估计太阳中的氢所能提供的核能可以维持太阳辐射 1000 亿年，实际上这有点过于乐观了。因为太阳只有 70％是由氢组成，所以它的核“燃料”要小于估计值。正如以后我们将会看到的，如果在一颗恒星内有 10％到 20％的氢被燃烧掉，它就会明显地呈现出核能被耗尽的种种现象。所以我们认为，太阳可以均匀辐射约 70 亿年，这个时间显然比地球上有生命存在的时间长得多。
正像我们用肉眼所看到的 7000 颗恒星或是用望远镜所看到的数目更多的恒星一样，太阳也是一颗恒星。除少数例外，它们主要是由氢组成。假若它们的辐射完全是由氢聚变为氦所提供，那么可以计算出它们所贮存的核能可以维持多长时间，对于太阳是 70 亿年。不过还有更早就把氢消耗尽的桓星，例如室女座中最亮的一颗恒星——角宿一。由于有一颗伴星围绕着它运动，所以我们能测定它的质量（见附录 C），它的质量大约是太阳质量的 10 倍。我们还知道它的辐射比太阳强 10000 倍。由于质量大，它所贮存的核燃料约为太阳的 10 倍，因此它的辐射比太阳大得多，使得它把氢耗尽的时间比太阳短 1000 倍。这样角宿一只能辐射几百万年。相对宇宙历史长河来说，这样的时间间隔确实很短。我们只要想一想，早在 100 万年以前地球上就已经有像爪哇森林中的猿人那样的高级哺乳动物了①。
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