强大的核力使原子核的质子和中子非常紧密地结合在一起。但这是一种非常短距离的力,你必须把两块石头推得非常近,这样强的力才会“抓住”两块石头,把它们拉到一起。与此同时,质子间的库仑力在与你战斗,每一步都是如此。这就是为什么核聚变是硬的——必须提供能量来对抗库仑力,使较轻的原子核靠得足够近,从而产生强大的力。然后强大的力量把碎片拉到一起这种力量非常强大。它释放的能量比你开始这个过程所需要投入的能量要多。
这有点像在小山顶上钻一口深井。你可以把物体扔进井里,井深到可以释放很多势能。但在那之前,你必须先把他们带到山顶。
随着核聚变过程不断产生越来越重的原子,产生的原子核也越来越大,因此这两块原子核之间的距离不像氢聚变成氦时那么近。所以没有释放那么多能量。
这就是为什么氢(实际上是氘)到氦的聚变过程有最强的能量输出。最后,一旦聚变过程产生了铁,建造任何更重的东西都是一个损失的命题——必须做更多的功来克服组成核的库仑斥力,而不是聚变过程产生的。所以这个循环结束于铁。
在全部的92种不同元素里,构成我们周围宇宙的92种不同类型的原子,像氢和氧这样的气体,还有碳和硅这样的固体,金和银这样的金属,但是有一种很特殊,它就是铁。
是什么让铁如此特殊呢?源于它的原子核独一无二的结构,26个质子连同以一种非常特殊的方式结合在一起,使得铁异乎寻常的稳定。由于某种原因,大自然制定了一个允许强核力和电磁力完美地相互平衡的数目,这使得铁成为宇宙中最稳定的元素!