核融合

• 原子核中的兩個質子明明帶著正電，為什麼彼此不會因為電磁力相斥？核力
• 當兩個質子相撞，並且越過庫倫壁壘時就會發生核融合，你可以想像把高爾夫球從臺灣海峽的海面上打進到玉山上的一個球洞，讓質子越過庫倫壁壘並融合就是這麼困難。不只是力量要夠強，同時力量也不能太強。若不是因為擁有足夠大量的質子（高爾夫球）且每顆質子都擁有一定的能量的環境下，發生核融合的機率就會非常低。

核力

核力在兩個質子相距 1fm （飛米，等於 \(10^{-15}\) 米）下會成為束縛這兩個質子的力量，但在距離小於 0.7fm 時卻會成為斥力，故而形塑一個原子核應該有的物理尺寸。值得注意的是，一個質子或中子的半徑大約是 0.85fm 左右，故而可以根據其擁有的質子和原子數量來推論一個原子核的大致大小。相對而言，一個原子的大小卻是以埃（等於 \(10^{-10}\) 米）為單位，故而可以忽略原子核外部的電子對其的電磁力。

核力是一種強作用力（strong force）下的產物。強作用力在約 0.8fm 距離下會用來束縛質子內的垮克群，並因而整合成一個質子或中子（這兩者都是一種重子，三個垮克組成的個體都叫做重子）。質子中的垮克和垮克之間是透過傳遞膠子來維持強作用力，而成群的垮克會相互抵銷彼此之間因為膠子而生成的張力，故而形成穩定的作用力。但有時相消的膠子會有殘餘的量跑出重子（residual strong force），並和其他重子形成一種類似於強作用力的能量，這就是所謂的核力（可以透過費曼圖來暸解這之間的膠子交流狀況）。這也解釋為什麼強力明明會隨著距離的增加而變強，但核力卻不會。這同時也造成在自然界中大的原子（比鉛還重的原子）都是不穩定的，因為原子核的大小被拉大了，核力降低得很快但電磁力卻不很慢，故而其中的核力無法穩定支撐原子核。

eV

電子伏特（Electron Volt）是指一庫倫的電子在真空中經過一伏特的電位差後得到的動能。前面提到的焦耳在原子量級的場域會顯得過大，例如核分裂需要給予中子的能量約為 \(10^{-13}\) 焦耳，但是換送成電子伏特則約為 \(10^{6}\) eV，對應而言，一電子伏特約為 \(1.6\times 10^{-19}\) 焦耳。

不只是能量，透過質能公式和波茲曼常數，我們可以把質量和溫度的單位分別轉換成電子伏特，1eV 約為 \(1.8\times 10^{-36}\) kg 和 \(10^{4}\) K。之所以溫度可以轉換成能量，就是因為溫度上升後，原子的動能會以鐘型分佈的原則下，提高平均的動能，反過來說，當有了環境中分子的平均動能，就可以換成溫度。