核聚變與溫度的關係

太陽表面溫度六千攝氏度，按照溫度傳遞原理，太陽內部溫度會沿著徑向方向逐漸增大，太陽中心溫度會增大。道理很簡單，沒有溫差就沒有熱量的傳遞。太陽半徑接近69萬公里，就算是不太大的溫差，中心區域溫度也會很高的。實際上，太陽中心的溫度在1500萬攝氏度，這樣的溫度可以讓氫原子核（質子）處於高速運動狀態。

太陽中心區域，氫原子核高速運動，與其它氫原子核碰撞。絕大部分碰撞行為，在質子與質子電磁力的強大排斥下，無法進一步接近。達不到核子強力的作用範圍，也就不會產生核聚變反應。但是，粒子的運動速度是分佈不均勻的，少部分粒子的運動速度很快。如果是運動速度很快的質子碰撞到一起，就可以更加接近了，可以達到強力的作用尺度了，核聚變就可以發生了。

因此，1500萬攝氏度的太陽內部，相互碰撞的質子，極少一部分會發生核聚變反應，形成氦原子核。只有極少數碰撞行為才會發生核聚變反應，這樣才能讓太陽核聚變反應不至於那麼激烈，而能長期穩定存在。

如果太陽內部溫度大幅度升高，核聚變反應會迅速增強，這樣的現象是不容易發生的，因此，太陽內部的溫度往往是比較穩定的，溫度變化幅度是很小的。

如果想產生同樣的核聚變反應機率，氦原子核相互碰撞大致需要多高溫度呢？由於氦原子核質量相對質子質量提高四倍，同樣的溫度，其平均運動速度會下降到質子平均運動速度的一半的水平。在熱力學平衡狀態下，粒子的平均動能是一樣的，比如，質子的平均動能與氦原子核的平均動能一樣。

質子攜帶一個電量，而氦原子核攜帶兩倍的電量，氦原子核相互碰撞需要克服的電磁力是質子相互碰撞的四倍。這意味著氦原子核相互碰撞需要四倍的動能才可以實現質子相互碰撞同樣的核聚變機率。意味著溫度需要從1500萬度提高四倍，達到六千萬度，才能實現氦原子核之間同樣頻率的核聚變。當然了，質子碰撞的核聚變門檻會比太陽中心的溫度低一些，雖然核聚變頻率也會低許多，但也算是核聚變。實際上，質量比太陽小一些的恆星數量更多，這些恆星中心區域發生著相對太陽中心，頻率低一些的核聚變反應。可見，氦原子核之間的核聚變溫度會明顯低於六千萬度。

同理，原子核序數越高，核聚變所需要的溫度門檻就越高。超新星大爆發的時候，恆星內部的溫度會極其高，此時，那些質量較大的原子核也可以衝破電磁力的排斥，碰撞到一起了。此時會產生鐵以後的所有自然元素的原子核。