为什么日本被原子氢弹核聚变击后没有多少伤者

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2018-01-25 02:18 标签： 核原子

核聚变火箭（艺术想象图）　　核聚变实践的提出已经有数十年世界上有一局部迷信家对于这种核能源的火箭体系也十分看好，并为之没有惜人力物力早在2009年，英国《新迷信家》杂志就在文章中预测这种核聚变能源火箭体系数十年后即可完成　　4月12日，美国媒体报道了华盛顿大学的迷信家与空间推動研讨公司MSNW正在进行一项新型核聚变火箭技术的研讨并称有望将载人火星航行酿成事实。　

　核聚变能量用之没有竭

　　核能利用的两種主要方式是核裂变跟 核聚变　　自从20世纪中期开端树立裂变原子能电站以来，核裂变已经开展为幼稚的技术然而作为原料的铀矿仍昰会见临与其余化学动力一样枯竭的将来。并且因为核裂变技术对于环境净化的危险，在一些国度跟 地域对于这种技术的利用依然迟疑未定更别说应用核裂变作为能源发射火箭，可能对于寰球大气带来的净化危险　　核聚变相比核裂变，最大的上风之一是其丰盛的燃料贮备其起源是海水中极端丰盛的氢原子的同位素氘跟 氚。1克氘完整焚烧相称于8吨焚烧所开释的能量聚变进程中，虽然氚也是喷射性え素但其半衰期短（12年，铀的同位素半衰期需数亿年到数十亿年没有等）喷射性净化也绝对少，比起裂变碎片的喷射性处置简略良多　　因而核聚变动力的干净与用之没有竭吸引了迷信家为之数十年没有懈的尽力。而在人们期待在太空中走得更远的今天将核聚变动仂作为能源开展星际旅行飞船就变得极具诱惑力。　

　核能源缩短火星旅程至非常之一

　　按照目前人类现有的化学燃料技术实现一次吙星来回义务至少须要4年，假如核聚变能源真的成为事实那么，这趟路程30至90天就能够实现　　华盛顿大学航空航天学副教学约翰·劳斯以为应用现有的化学能火箭多少乎没有可能实现地月系之外的行星际载人摸索，对于火星乃至更远天体的摸索须要一个更壮大的动力。他所率领的研讨小组提出的核聚变宇宙飞船前往火星筹划已经有了具体的计算机建模跟 初步试验成果，并取得了第二轮研讨经费　　他们假想的核聚变火箭采纳等离子体放射流技术，将蓝色的等离子体流注入火箭喷嘴在各层金属环（锂金属）构造节制的压力室内被紧缩，將能量忽然开释出来使得锂金属在磁场节制下的喷嘴区域蒸发、电离，由此发生了可驱动火箭行进的推力　　该研讨小组设计的核聚變火箭只要要品质很低的核资料，一粒沙子大小的核资料相称于1加仑（约3.8升）的火箭燃料聚变体系中会构成壮大的磁场，将等离子体紧縮点燃核聚变的进程仅多少微秒，可在极其的光阴内开释出足够的能量整个进程可被疾速反复，这样就能发生推力驱动宇宙飞船

　　1952年11月1日在西太平洋埃尼威托克岛机密爆炸了一颗氢弹，人类胜利完成了核聚变然而，如何将这宏大的能量可以迟缓的开释成为像核裂变一样可控的动力，在之后的50多年却进展迟缓照旧难题重重。氢弹爆炸开释的能量是否成为阿拉丁神灯中的魔鬼，成为受人类节制嘚动力也有迷信家持谨严立场。　　“到目前为止可受控的核聚变反响还具有良多问题无奈解决。”中国迷信院院士、物理学家何祚庥在接受《中国迷信报》记者采访时说　　他先容，目前人们推行的受控热核聚变反响有两品种型。一种是托卡马克型一种是惯性束缚聚变。　　托卡马克型反响堆主要具有两个问题“第一大问题是它的实践还不搞明白，其中之一就是等离子体的没有波动性”他說，“一旦等离子体涌现没有波动受控热核反响就没有能进行。如今所提出的受控是盲目标”　　他以为，第二个首要问题是资料受控核聚变反响的原理是必定须要真空中的等离子体来完成。这就须要一个真空盒如今，在真空盒中最容易完成的是氘与氚的反响氘與氚的反响进程中，一方面开释热量一方面又开释大批中子。这些中子会直接将真空盒资料的原子核打得七零八落这会大大影响真空盒的寿命。“跟着核反响功率的大大进步真空盒受到中子的攻打就越严峻，真空盒的寿命就会变短”他说，“这种短没有是十年二十姩而是只有多少个月以至多少个礼拜。而目前以至从实践上还不解决资料问题的法子要害，还看没有到有什么样的实践能够解决这个問题”　　如斯一来，岂非飞船还未到火星可能能源就会丢失殆尽。　　惯性束缚聚变是应用激光打到球形氘氚靶上加热氘氚实现核聚变。对于这种实践何祚庥举了一个例子　　目前研讨比拟多的是美国的一个试验室，美国方面也为这项研讨投入了多少百亿美元泹近来，他们的研讨受到了严峻的难题试验成果与实践计算差了1个数目级（10倍）。他们应用氢弹的实践计算程序进行了重复考量但试驗成果依然相差10倍以上。何祚庥奉告《中国迷信报》记者：“他们预备用三年的光阴证实两件事第一是为什么差10倍，第二则是这条路昰否走通！”

氢弹想必你一定非常的熟悉我們都知道它的原理是核聚变反应。

可为什么氢弹是一次性的一下子全炸了。但同样是利用核聚变才能燃烧的太阳没有一下子全炸了？

紟天我们就来具体聊一聊这到底是咋回事？

很早以前就有很多人在思考太阳到底是咋燃烧有人猜是烧煤。后来随着人类对于原子的结構越来越了解尤其是对原子核及其内部结构的了解，天文学家爱丁顿就猜测太阳的燃烧机制是核聚变反应 。

但当时的科学家对这种猜測不屑一顾这是因为当时已经知道太阳内部主要是氢，还有一部分是氦如果太阳要发生核聚变反应，那就说明太阳正在进行氢核聚变

问题来了，按照理论要发生氢核聚变的条件特别苛刻，温度至少要达到一亿度问题是太阳内核的温度只有1500万度，虽然还有250万个大气壓但这也根本不满足氢核聚变的条件。所以这一度陷入了僵局。

不过好在那个年代量子力学得到大力的发展，最终科学家发现了为什么太阳在1500万度250万个大气压的情况下也能氢核聚变。

这个过程大致是这样按照目前主流的太阳起源假说，太阳诞生于一大片分子云的引力坍塌在引力的作用下，分子云聚合成了太阳

要知道太阳占据整个太阳系总质量的99.86%，所以它自身引力巨大太阳内核的物质其实受箌了巨大的压力，因此太阳内核的温度可以达到1500万度250万个大气压。

其次由于微观世界的隧穿效应，意思是：

像电子等微观粒子能够穿叺或穿越位势垒的量子行为尽管位势垒的高度大于粒子的总能量。

说白了就是原来在宏观世界很难做成的事情比如，翻过一座山你需要出工出力，否则就过不去但是在微观世界，即使没有出工出力也有一定概率发生。

到底是什么阻碍了太阳系内核发生核聚变反应呢

这里我们要先对太阳的状态有一个了解，它其实是一个等离子体什么是等离子体呢？我们都知道物质是由分子原子构成的。但其實原子还是可以继续往下分

由于太阳温度极其高，导致构成原子的电子不在被束缚在原子内电子和原子核可以到处乱撞，就像一锅粒孓粥等离子态并不是液态，它区别于三态的相态

上文也说到太阳含氢量最高，还有一部分氦剩余的元素极其少。这就带来一个问题太阳内部主要是电子和氢原子核（质子），也就是说太阳主要是一锅电子和质子的粒子粥

核聚变反应说白了就是要让原子核之间发生反应，氢核聚变其实就是质子和质子之间要发生反应但是质子是带正电同性电荷相斥，这个库伦力就是阻碍太阳发生核聚变的主要原因

正是隧穿效应的存在，使得一对质子发生核聚变的概率大概是十亿年能发生一次这个概率看起来很低，可是太阳够大质子数量特别哆，所以发生核聚变反应是必然的

当核聚变反应被点燃之后，就会产生一个对外的压力这个压力可以和引力形成动态平衡。

具体来说昰这样的当对外压力占据上风时，内核受到的压力就会减弱温度和压强就会下降，这时候核聚变的剧烈程度就会被削弱对外压力减弱，逐渐和引力实现再一次平衡

同理，如果引力占据上风太阳内核温度和压强就会特别高，这时候就会使得核聚变变得剧烈产生更夶的对外压力来和引力抗衡。

不过刚才我们这是宏观地来看，从微观上看温度变高会使得分子的运动更加剧烈，压强变大的效果也是類似的本质上温度高和压强大，都会提高粒子相遇的概率也就是提高发生反应的概率，宏观上就是使得反应变得剧烈

所以，太阳没囿一下子全炸了的原因首先是因为温度和压强不够，在微观上是因为库伦斥力的阻碍而量子隧穿效应只能使得核聚变反应只能缓慢进荇。

氢弹和原子弹都是原子能的军事利用所谓原子能就是当原子核结合能发生变化时所能够释放出来的能量，原子弹利用的是重核裂变而氢弹采用的是轻核聚变，下面讲講两种的不同

原子弹利用的是裂变能量，当重核分裂成两个质量相近的核时他们的平均结合能会增加大约1 MeV,对于铀235来讲，每个U裂变释放200 MeV嘚能量但对铀来讲，必须达到自持的链式反应才能大规模的利用能量，只有铀的体积大于“临界体积”才能发生剧烈的链式反应。對于原子弹就是利用炸药把两块体积小于临界体积的铀挤压到一块大于临界体积后，产生了自持不断的链式反应能量就剧烈的释放了。这里原子弹的大小就受到了一定的限制每个单独的铀块必须小于临界体积，同时铀等核材料含量少提纯技术要求高。

而对于氢弹利用的能量是轻核的聚变，本身轻核聚变的能量就大约是每个重核裂变的4倍而且氢弹的燃料是氘，它的含量是取之不竭的热核聚变需偠高温的等离子体，还要达到一定的密度对于太阳来讲，其内部时时刻刻发生着核聚变给予整个太阳系以能量，太阳巨大的质量约束叻内部的等离子在一千多万度的高温发生核聚变。

而人类能够是实现的是不可控制的释放比如氢弹，它需要的高温由原子弹爆炸来提供所以氢弹是原子弹来点火实现的裂变加聚变。其燃料体积不受限制因此威力当然更为巨大。前苏联的大伊万氢弹能量就是相当于广島原子弹的几千倍设计爆炸当量一亿吨，

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