同样是核聚变 为何原子弹瞬间爆炸 太阳却可以燃烧100亿年

作者:一一奇闻 目录:科学探索  时间:2024-04-05 

核武器分为很多种,基本原理大概分两种,一种是核裂变,一种是核聚变。这里说到的“核”指的是:原子核其中,核裂变是指大的原子核列变成几个比较小的原子核,而核聚变指的是几个比较小的原子核聚合成一个大的原子核。核裂变或核聚变反应会导致质量损失。根据爱因斯坦的质能等价理论,这部分质量以能量形式释放,满足E=mc^2,其中E为释放能量,m为质量损失,c为光速(3*10^8m/s)。即使质量微小,释放的能量也巨大。无论是核聚变还是核裂变,爆炸都是瞬间发生,不像烧煤那样渐进。在宇宙中,许多恒星内核依赖核聚变反应。

以太阳为例,它是典型的恒星。据研究,太阳已持续燃烧46亿年。科学家发现,它还能燃烧50多亿年,然后转向氦核聚变,再维持10-20亿年。为何氢弹一下就全炸了,太阳可以持续燃烧上百亿年?了解氢弹的原理可知,它不能直接引爆。通常需先引爆原子弹,在局部创造极高温和压力,然后才能引爆氢弹。这意味着引爆氢弹的条件极为苛刻,据科学家研究,至少需要1亿度以上的高温才可实现氢弹的瞬间引爆。在自然界,并不具备这样的高温,所以需要通过引爆原子弹来制造这样的环境。可太阳也是不具备这样的高温环境。

即便是现在太阳在燃烧,太阳内核的温度也就是1500万度,这与1亿度的差距不是一般的大。太阳是如何被点燃?核心因素是引力。据称46亿年前,太阳系位置有一片长达2光年的星云。某些原因,或许是超新星爆发,扰乱了引力平衡。在引力作用下,星云逐渐聚合成恒星胚胎。引力持续压缩,使恒星胚胎内核温度急剧上升,物质呈等离子态,即电子脱离原子核。内核如一锅粒子粥。


一般来说,原子核带正电,同电荷会互相排斥,核聚变概率很低,大约10万亿年才发生一次。但太阳粒子数量巨大,即使概率低,也容易发生。这导致了太阳核聚变,但概率太低,不会像氢弹那样瞬间爆炸。/
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