库仑势垒

这个能垒由静电势能给出：

其中

k 是库仑常数= 8.9876×10 ⁹ N m² C ⁻²；

ε ₀ 是自由空间的介电常数；

q₁, q₂ 是相互作用粒子的电荷；

r 是相互作用半径。

正值表示排斥力，所以相互作用的粒子越靠近能量水平越高。负势能表示束缚态(由于吸引力)。

库仑势垒随着碰撞原子核的原子序数(即质子数)而增加:

其中 e 是基本电荷，1.602 176 53×10⁻¹⁹ c， Z_i 是相应的原子序数。

为了克服这个障碍，原子核必须以高速碰撞，从而它们的动能驱使它们足够靠近，以便发生强相互作用，并将它们结合在一起。

根据气体动力学理论，气体的温度不过是气体中粒子平均动能的量度。对于经典的理想气体，气体粒子的速度分布由麦克斯韦-玻尔兹曼分布给出。根据这种分布，可以确定速度足以克服库仑势垒的粒子比例。

实际上，由于量子力学隧穿效应，克服库仑势垒所需的温度比预期的要低，伽莫夫已经证实了这一点。考虑隧穿效用穿越障碍物和速度分布，会得到发生核聚变的限制范围，称为Gamow窗口。

詹姆斯·查德威克在1932年因观察到不存在库伦势垒，而发现了中子。^[1][2]