我们地球上的元素非常丰富，从1号氢元素到92号铀元素都有，铀是自然界中大量存在的最重元素；大于92号的叫做超铀元素，只有几种在自然界中微量存在，其余都是人工合成的，超铀元素的半衰期一般都很短。如果了解一点天文学知识，就会知道恒星是一个元素加工厂，可以把宇宙中的氢元素进行核聚变，然后生成各种各样的元素。比如在恒星内部，氢元素聚变生成氦元素，并释放大量能量；然后氦元素又聚变，生成碳元素和氧元素；碳元素的聚变，又可以生成氖、钠、镁、铝元素。
由于在恒星的中心位置上产生了铁元素，如果仅仅只是产生一点点自然是什么鸟事情都没有。只不过既然可以产生铁元素就说明恒星的中心温度已经足以产生铁这一元素的条件，自然会是源源不断地产生的。然而产生的越多，热能损失得越大，恒星的中心位置上由于大量铁元素的产生而迅速降温，降温至不再产生铁元素的低温时止。这一行为立在恒星中心位置上热力迅速减弱而打破重力热力平衡。
为了弥补这个不平衡，恒星整体在重力作用下再度向中心位置坍塌。在坍塌挤压下恒星中心热能又迅速升高(挤压生热)甚至超过先前温度。从而又恢复了产生铁的热核反应。而这又产生了更多的铁元素来降温。从而又再度打破重力热力平衡。
第三，也是结论，停止热核反应的过程。因此，我们在观察恒星的演化时，就看到了大质量恒星在演化后期有多次的像心脏跳动一样的收缩膨胀，再收缩再膨胀……的过程。而在这一过程中，规模一次胜过一次。因而恒星中心最高温度一次高过一次，压力也一次大过一次一直到恒星中心温度高达可以大量产生剧烈的核聚变反应而且还是可以点燃铁元素之后的好多核聚变反应的。因为大规模的收缩在恒星中心位置上迅速升高的温度可以比原先的高出好多好多的。而更多得多核聚变与更猛烈的核聚变不但产生铁元素，更产生了铁元素之后的元素(又是放热的)。而如此大规模的核聚变产生的超多的热能，再借由先前收缩产生的势能的反弹作用，让恒星受不了，因此产生的了最后的大爆炸，直接将恒星表层炸飞了。同时由于借用这一动力也将恒星内部挤压再度坍塌成中子星甚至是黑洞。从而从根本上停止了恒星的热核反应。
在宇宙刚诞生之后没多久，各种物质在万有引力以及电磁力的作用下互相吸引，并逐渐演化成了现在形形色色的天体。而元素的形成和宇宙的演化以及恒星的演化等是分不开的，其中在我们已知的宇宙中，氢元素的含量是非常高的，在元素周期表中也是排在第一位的。所以这次我们要来讨论一下元素周期表上元素来源，尤其是铁之后的重元素。
1869年，俄罗斯的一位化学家门捷列夫将当时发现的66种元素排列成了著名的元素周期表，还预言了新元素的存在以及其性质。
到目前为止，已发现了118种元素，其中92种为天然元素，剩下的26种为合成元素，在天然元素中，92号元素——铀元素是地球上原子序数最大，而原子序数大于92的人工超铀元素都是极其不稳定的放射性元素。
目前，我们对于新元素的探索主要是从人工合成和自然探索两个方面进行的，人工合成主要是通过高能中子长期辐照、核爆炸和重离子加速器等现代实验手段来实现的，此外，还可以从宇宙射线、陨石和卫星石以及天然矿物中发现新元素，而且现在我们已经可以在实验室里通过核碰撞创造出新的元素。
比如2014年，日本使用rilac直接加速器加速锌粒子并撞击一片铋箔，从而创造出第113号元素“Unt”，不过这些人工元素有个极大的缺点——寿命极短，就拿113号元素来说，只存在了万分之三秒，就衰变成了其他元素。
在2016年，科学家们就用人工元素锎（californium）去撞击钙，从而制造出了一个原子核中含有118个质子的新原子。这种元素仅仅存在了1毫秒，但却是人类制造的最重的元素。
但是元素随着原子序数的增加，其质子间的斥力也随之增大，于是高原子序数元素就很不稳定，并且原子序数越高，就越不稳定，这也造成了高原子序数的元素会在很短的时间内衰变。
因此，地球上几乎不存在92号以上的元素（铀），而新发现的高原子序数元素（超铀元素）都是由人工合成的，因此宇宙中的元素类应该是有限的。
轻元素的产生这就要从宇宙大爆炸说起，按照现在的主流理论，宇宙诞生于奇点的大爆炸，在宇宙形成的早期，氢元素和氦元素就占据了99%以上，这是宇宙中最早期也是最基础的元素，同时还是现在元素周期表最靠前的两个元素。后来在很长的一段时间内，宇宙冷却，直至第一颗恒星的诞生，并且由于恒星的质量一般都比较大。
而且在特大质量的恒星核心内部触发的核聚变反应所需要的温度是非常高的，所以这样的条件就可以使其外层的温度正好达到氢核聚变所需的反应条件，而在此时恒星的外层就会开始逐步的发生核聚变反应，一层一层的进行着不同的核聚变反应，只要恒星的质量足够的大，在其内部的反应就可以一直进行下去，从氕到氘，再从氘和氕聚变成氦三，再从氦三聚变成氦四，再到碳、氧、氖、镁、硅、硫、钙，直到铁元素……
所以铁元素之前的元素就是通过恒星内部发生核聚变才形成的。因此在138.2亿年前宇宙的诞生之初，只是有最简单的元素。
迄今为止，我们宇宙中已知的化学元素共有118个，而宇宙万物都是由元素所构成的，但恒星的演化却只能进行到铁56。
核聚变为什么到铁元素？物质都是由微观粒子构成的，原子又包含原子核和核外电子，而原子核又是由中子和质子构成，这些各种各样的粒子聚在一起，甚至是带正电的质子聚在一起，再加上核子之间又存在很强的相互作用，换句话来说，如果想要把这些核子分开，那么需要的能量则是巨大的。
这种能量我们称作为结合能，其中“比结合能”则指的是结合能除以核子总数，比结合能越大的原子，其结合会更加紧固，要想把它们分离必须需要非常大的能量才可以，在所有的元素中，铁56的比结合能就是最大的，这就说明了铁56是最稳定的，不会轻易被分开。
其实我们可以理解成，如果比铁56更重的会核裂变成铁56，比铁56更轻的就会核聚变成铁56，总的来说就是铁56是这些元素的“首领”，两边的元素都会倾向它。
事实上，如果想要让铁元素发生核聚变也并不是不可能，不过需要极为苛刻的条件。上面已经说到了铁原子核需要非常大的能量才能分开，因此在整个过程输入大量的能量就可以实现铁原子核的核聚变，但释放的能量很少，输入要远远大于输出，一般在恒星内核中其实很难实现。
重元素的产生由于在恒星的演化末期，极不稳定的恒星内核中，铁—56会捕获中子来形成更重的元素，还有超新星爆发也会形成重元素，那么我们再来简单说一下这个形成过程，这个分为两种情况。
第一是恒星演化末期的慢中子捕获生成重元素，另一种是超新星爆发时形成重元素，因此铁元素之后的重元素来源其实主要就依赖于超新星爆发或者是中子星相撞后产生的巨大能量并且会释放出大量的高能中子，而且这些中子还会被其他元素捕获，使得元素变为更重的元素，这个过程也被称为快中子和慢中子捕获过程。
01、慢中子捕获形成重元素
慢中子俘获过程也被称为S—过程，一般发生在恒星的演化末期，并且是超高温度内核中，在这个时候中子会被铁—56俘获形成铁—57，然后铁—57会再释放一个高能电子，于是就形成了钴—57，以此类推，钴继续通过慢中子的俘获过程来形成其他更重的元素！
02、快中子捕获形成重元素
快中子的俘获过程一般是发生在恒星的超新星爆发阶段，也被称为R-过程。在这个过程中，铁—56元素主要是进行连续的快中子捕获来生成重元素，而且快中子捕获形成的重元素占恒星形成的重元素一半以上！
不难发现，无论是哪种过程，铁—56都是最基础的重元素，而重元素都是以铁为重元素的中子捕获过程中二次生成的。
宇宙中的核聚变并不是比铁重的原子核就无法发生反应，主要是在聚变过程中吸收的能量以及放出的能量比。某些无法维持自身持续核聚变的元素，只要外界的能量高，同样也是可以通过聚变而制造出重元素的。
在初中开始接触到化学课以及元素周期表的时候，老师会告诉我们化学元素主要可以分为人工核素以及非人工核素，这两个主要的分类人工核素可以通过核反应等方式将这些元素制造出来，人工核素可以通过宇宙中的氢、氦或者大爆炸初期的某些核聚变而形成的元素。
而像铁这一类非人工核素则需要通过超新星爆发以及中子星合并，这才能够引发其本身的核聚变，而形成重量比较重的原子，实际上并不是比铁重的原子核就无法发生聚变反应，只是因为在聚变反应中吸收的能量比它爆发出来的能量要更多，因此导致核聚变反应无法自行维持。
在宇宙中，只要外界所提供的能量足够高，达到某些元素的反应条件时，就可以透过核聚变而铸造出比铁重的元素。宇宙中存在着超新星这一类星体，它的质量比太阳的质量还要在高8倍以上，这一类星体便可以随着聚变反应而使星球内部的氢、氦以及其他的材料逐步的被消耗殆尽，而由于时间一长就会开始产生新的引力，而导致内部发生坍塌，所有的力量朝着中心开始挤压而导致爆炸，这样的现象就被称之为超新星爆炸。
在爆炸的过程中便会释放出巨大的能量，以及大量的中子、原子，在中子的作用下和反应便能够形成比铁元素更重的原子。中子星合并同样也可以产生比铁元素重的原子，我们已经见识到了原子弹爆炸的威力，而氢弹比原子弹爆炸还要更强几倍，这其中运用的原理就是中子星的碰撞合并而产生的巨大能量。
要形成比铁元素更重的原子则需要有大量的能量，由于某部分比铁元素更重的原子吸收的能量比放出的能量要高许多，因此这些元素本身的能量无法长久维持这些元素自身的聚变，但只要能够给它们提供足够的外界的能量，并且通过制造条件促使它们进行聚变，同样也是可以制造出重元素的。
宇宙中的部分元素因为能量的问题而导致过程中无法持续作用，而且即便能够发生聚变也非常的短暂，所以可以被制造出来的元素总量也并不多，所以宇宙中的重元素只占全部元素总量的极微量。
核聚变并不是到铁就停止了，而是到铁之后核聚变就会由释放能量变为吸收能量。实际上铁原子的产生本身就是重于铁原子的粒子衰变来的。
理论上铁以上的粒子都是在超过恒星能量密度的环境下产生的，比如超新星爆炸，恒星核塌缩，恒心相互吞噬，甚至宇宙大爆炸等情况，能量密度都会远超过一般恒星燃烧时的能量密度。