核裂变和核聚变可控吗,太阳的核裂变、核聚变与地球的核裂变、聚变模式有哪些不一样

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核裂变和核聚变可控吗,太阳的核裂变、核聚变与地球的核裂变、聚变模式有哪些不一样

大约46亿年前,一大片原始星云受到扰动,在引力的作用下开始收缩、坍塌,中心质量越来越大,超过99.8%的质量汇聚于此,形成了现在的太阳,其余部分继续旋转、收缩,形成了各大行星和卫星。

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核聚变是轻核在极高的压力和温度下,摆脱核外电子相互融合在一起的反应。

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太阳内部能量的来源,只来源于聚变,并没有裂变。因为原始星云的成分几乎全部都是氢(质子),并没有其他元素,所以并不能裂变。

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太阳聚集的原始星云越大其内部的压力和温度也越大,其中心的压力可以达到3300亿个大气压,极大的压力使得氢原子外的电子云结构坍塌,两个氢原子核克服斥力融合在一起形成氘核,这是太阳内部聚变反应的第一步,同时发生了质量亏损,释放出热量,紧接着氘核和氢核又被挤压到一起,发生聚变,反应生成氦3,继续放热,最后两个氦三聚变形成氦4并且放出2个中子,至此,聚变反应大约放出24.7MeV的能量。

太阳聚变每次释放的能量虽然很小,但由于太阳内部氢含量巨大,即使每秒耗掉500万吨氢气,也能反应将近100亿年,那时太阳的聚变反应将会进入下一个阶段——红巨星阶段,即使那时太阳内部依然是核聚变反应,因为依然没有裂变所需要的易裂变材料。

地球内部反应则不同,主流观点认为地球内部是核裂变反应和核衰变同时进行,不过这种观点还未被证实。

地球内部的元素比太阳要丰富的多,这些元素大多是来源于超星爆发,超星爆发时瞬间聚变生成的大量的重核向四周喷出,恒星的质量越大,超星爆发时喷出的粒子就越远,如果恒星的质量是太阳的十倍以上,喷出的重核可将粒子喷到其他星系,十倍以下太阳质量的超星爆发喷出的中核可能形成其他行星或者卫星,正式地球内部含有的中核为地球内部裂变反应提供了原料。

地球不仅接收太阳的辐射,地球内部也在发生裂变反应,从俄罗斯的钻探工程就证明了地球内部是储存有大量的热量的,非洲加蓬地区开采的铀矿石经过化验是核反应堆中“燃烧”过的铀矿石,再次证明了自然界中完全可以发生非人工的裂变反应,但这种反应不是普遍的,地壳中的裂变物质分布并不均匀,有的地区是含有长半衰期的放射性核素,也在通过核衰变放热。

今天的科普就到这里了,更多科普欢迎关注本号!

裂变是1个重质原子的元素分裂为n个较轻质的元素(譬如铀-235)被中子轰击让其原子核分裂一分二分四七分八这样链式分解的物理反应,分裂过程中同时会释放巨大的能量

聚变则完全相反,把原子核较轻的元素(譬如氢)在高温高压条件下,N个聚合成一个原子核较重的元素,聚合过程中释放出巨大的能量

可以看出核聚变和核裂变是完全相反的两种物理反应,一个是重元素分解成轻元素,一个是轻元素聚合为重元素,而且核聚变时的能量比核裂变至少高十几倍甚至以上(根据聚变元素不同能量有区别),能核裂变的重质量元素一般都有辐射性,所以核裂变辐射污染是个问题,而核聚变的轻质元素都没有辐射性,所以核聚变是一种理想的清洁的能源,常见的核裂变一般有原子弹 核电站的核反应堆,核裂变只要控制中子的辐射量就可以人工控制干预裂变过程,让其按人们需求的情景进行反应。核聚变常见的就是氢弹了(也叫做热核武器,),太阳上的能量来源就是太阳本身正在核聚变,核聚变虽然是绝对理想的能量,但人类目前还没办法控制这个洪荒之力,因为核聚变需求的温度和压力非常大,但这并不是最麻烦的,最麻烦的是核聚变时产生的高温太高了上亿℃以上,没有什么材料能承受这个温度,没办法制作容纳核聚变反应的容器。。。。所以可控核聚变目前还没办法掌握

2022-06-10

2022-06-10