质子的半径是10的-16次方米，基本上所有原子核的半径都在10的-15次方米左右。那么一个氢原子有多大呢？因为电子云是一个模糊的状态分布，所以我们这里用氢原子的玻尔半径代替氢原子的半径，氢原子的波尔半径是10的-12次方米。

这里我们大家可以看出，原子的半径是原子核半径的1万倍。那么以此类推，原子的体积是原子核体积的1万亿倍。

水的压缩极其困难，因为需要克服强大的简并压力。但是并不是不可以压缩。太阳内部的大气压力是3000亿个大气压，物质密度也是100吨每立方米。

只要能达到3000亿个大气压，水一样可以从100立方米压缩到一立方米。

那么被压缩以后，会不会发生核聚变呢？其实是很困难的。

太阳内部既有3000亿个大气压的高压又有1500万度的高温。氢的核聚变仍然会很缓慢。

4个氢原子合成一个氦原子，虽然只是一句话。但是其实就是没办法在一个步骤内完成的。因为4个氢原子核同时碰在一起的概率非常小。绝大部分的情况下是两个氢原子，先合成一个氢的同位素氘，同时释放出一个正电子和一个电子中微子。再由氘和一个质子合成一个氦3。氦3最后要合成氦4。这里有3条最主要的路可走。

第1条路径，两个氦3可以直接合成一个氦4，放出两个质子。

第2条路径，一个氦3和一个氦4合成一个铍7，再有一个铍7和一个电子合成一个锂7，锂7和一个质子相遇变成两个氦4。

第3条路径，除了第2条路径的前面部分以外,铍7和一个质子合成一个铍8，铍8在衰变成两个氦4。

就如上文中所说，原子中间有极大的空间。所以原子核之间的相遇都是偶然发生的概率性事件。其概率依赖于温度高低。

这样的一个过程被称为质子链。

所以太阳内部的核反应是非常非常的缓慢的，每一立方米的太阳物质，发热功率只有几个瓦特。

而且原子核与原子核之间的相遇需要克服库伦斥力。这个库伦力像一个巨大的能量高山屏障一样，把两个原子核隔开。

在经典力学的理论下，原子核是几乎永远都不可能相遇的。原子核与原子核之间的相遇，需要借助一种特殊的隧道效应。

因为我们大家都知道，量子是在不停的波动的，它的能量是在不停的起伏的。所以在某一个时刻，量子的能量会在起伏中突然高于能量屏障的能量，原子会突然跳过这个能量壁垒，也可以称为穿越这个能量壁垒，这样一个时间段两个原子核才可以相遇，发生聚变。这被称为隧道效应。

隧道效应也是概率性发生的。其发生概率和能量的起伏高低有关系，能量越高概率越小。隧道效应的发生相当于在一瞬间原子核就穿越了能量壁垒。这也是物理中唯一的违反相对论的效应。

把100立方米的水压缩到一立方米，然后再加热到1500万度，才会产生几瓦的功率输出。

在地球上即使有实现高压缩的手段，也没办法以此作为能量的来源。

在核聚变过程中，质子链的第1个路径会释放最多的能量，也就是两个氦3合成两个氦4释放出质子这样的一个过程。

人类对月球感兴趣的原因，很大程度在于月球上含有大量的氦3。

目前人类搞的托卡马克聚变装置，它的温度必须远远的高于太阳内部的温度，达到1亿度以上，才可以轻松又有效的进行能量输出。

对于人类来说，搞定托卡马克聚变装置是一个极其痛苦的过程。聚变能源是让人类文明能够得到无限能源，尽可能的延续下去的关键。

当然，现在也有科学家在搞冷聚变，一般的情况下，这些科学家都被指责为在搞伪科学。其实从科学原理上来说，他们还是有一定的道理的。

冷聚变的大概原理是这样：采取某种方式把两个氦3原子放在一个能量陷阱里面。这个能量陷阱可以以一个能量波包的形式存在。在不用高温加热的情况下，两个原子核相遇的可能就会大幅度提升。

根据某些医学报道，生命体在未摄入某种特定元素的情况下，体内的元素丰度含量会变化，所以有人推测在生命体的内部可能会存在着冷聚变，但其原因和机理不明。因其含量微弱，所以现在尚未弄清楚，到底是测量误差造成的，还是真的曾存在冷聚变反应。

人类目前的物理学手段，使用激光惯性约束，理论上讲可以把水的密度压缩到上万倍，但是只有一瞬间。实际上在这种约束下水已经会分解成氢原子核、氧原子核以及自由电子。

我国最先进的激光惯性约束装置是神光3。全世界最先进的激光惯性约束装置不是在中国，就是在美国，一般的情况下都只用于核武器的研究。