以太阳为例,太阳的核聚变可以持续一百亿年,关键就在于太阳核聚变是质子-质子链反应,第一步是两个质子相撞变成氘核,同时放出一个正电子。这个反应极难发生,平均一个质子要花50亿年的时间才能有机会发生这种反应。所以太阳的核聚变非常缓慢,关键就是这个第一步。后面的步骤就很快了,具体又分为四个分支,这里就不细说了,最终反应就是四个质子形成一个氦核。
实际上,太阳核聚变的速度是如此之慢,以至于太阳核心里,和人体积相当的物质所发出的热量,还没有人体多。但是太阳的巨大质量牢牢地压着氢原子核,让它无处可逃,只能呆在核心里慢慢等待反应。
但是对于较重的恒星,存在另一条反应路径,叫碳氮氧循环,碳原子核通过六个步骤吸收四个质子,最后释放一个氦原子核然后变回碳,碳在其中起到催化剂的作用。该反应需要极高的温度,但是速度比质子-质子链快得多。因此巨星的核聚变要比太阳快得多,只能维持几千万甚至几百万年。