同樣都是核聚變反應,為什麼氫彈瞬間爆炸,太陽卻能維持100億年

2020-12-03 兔斯基聊科學

氫彈是人類製造出的威力巨大的核武器。我們在一些關於氫彈爆炸的資料中可以領略一下氫彈爆炸的威力。它的爆炸主要是利用了氫的同位素(氘、氚)的核聚變反應。這個過程中氫彈釋放能量實在是大得令人恐懼。

氫彈爆炸

我們發現太陽內部也在進行著和氫彈一樣的核聚變反應。氫彈爆炸那幾乎是瞬間的事情。但是太陽內部的核聚變反應的時間要漫長的多。太陽的核聚變的反應不但已經持續了46億年的時間,而且未來還會穩定的維持大約60億年。為什麼太陽的核聚變反應能夠穩定維持100億年而不是瞬間爆炸完了呢?

太陽

其實在太陽的內部隱藏著一種我們人類夢寐以求的技術——可控核聚變技術。科地球上的海水中含有豐富的核聚變原材料,氫的同位素氘。科學家估計海水中的氘總量達40萬億噸。如果將這些氘全部用於核聚變反應的話,釋放出的能量可供人類使用幾百億年的時間。

這塊能源實在是誘人,但是人類要想實現可控核聚變技術並不容易。像氫彈這樣的核聚變反應是不可控的。太陽也許能夠給我們啟發。

太陽的質量非常的大。太陽質量足足有地球的33萬倍。科學家研究發現太陽的核聚變反應只發生在太陽的內部。從太陽中心到四分之一個太陽半徑的區域是太陽的核聚變反應區。這裡的溫度可高達1500萬攝氏度,氣壓相當於3000億個地球大氣壓。在核反應區,每秒鐘就有6億噸的氫通過核聚變反應變為5.96億噸的氦,同時釋放出相當於400萬噸氫的能量。

太陽內部結構

因此即使在核聚變反應區內的氫元素不是同時發生核聚變反應的。這裡每秒鐘發生聚變的氫元素的質量和太陽總質量比起來根本就不值得一提。這是太陽為什麼能夠持續幾十億年的進行核聚變反應的一個原因。不但如此,太陽內部的氫元素足以讓太陽的核聚變反應再持續大約60億年的時間。

太陽內部的核聚變反應產生的向外的膨脹力無法突破太陽強大的引力。這兩種維持在一種相對平衡的狀態。在核反應區以外還有剩下的四分之三太陽半徑部分。太陽的這部分厚度可達52.2萬公裡。它把最內部的核反應區重重包裹了起來。我們發現雖然太陽內部的溫度高達1500萬攝氏度,但是太陽表面溫度卻只有5500攝氏度。這就是說太陽內部核聚變反應產生的能量快速無法突破太陽核反應區以外的部分釋放出來。太陽也就炸不了了。

爆炸的恆星——超新星

此外太陽是一個由熾熱的等離子體和磁場組成的球體。太陽的強磁場的束縛著太陽能量的持續有序地釋放出來。這正是太陽給我們人類研發可控核聚變技術的啟示。核聚變會瞬間產生上億度的高溫。地球上沒有能夠抵擋如此高溫的物質的。但是我們可以通過強磁場來控制核聚變能量的穩定輸出。

其實,現在的科學家就是通過這種辦法來研究可控核聚變的。

可控核聚變

由於太陽的質量足夠大,它的核聚變反應原材料供應充足,足夠它支撐100億年的時間。另外,太陽的核聚變反應區域只是中心很小的一部分,在太陽強大引力和磁場的束縛下,太陽內部的能量向外得到了持續穩定的釋放,因此不會像氫彈那樣瞬間爆炸掉。

大家認為是這個道理嗎?歡迎朋友們發表一下自己的看法!

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  • 太陽和氫彈一樣是核聚變反應,它怎麼能夠維持46億年而不瞬間爆炸
    這個過程中氫彈釋放能量實在是大得令人恐懼。我們發現太陽內部也在進行著和氫彈一樣的核聚變反應。氫彈爆炸那幾乎是瞬間的事情。但是太陽內部的核聚變反應的時間要漫長的多。太陽的核聚變的反應不但已經持續了46億年的時間,而且未來還會穩定的維持大約60億年。為什麼太陽的核聚變反應能夠穩定維持幾十億年而不是瞬間爆炸完了呢?
  • 同樣是核聚變,氫彈爆炸只是一瞬,為何太陽卻能燃燒百億年?
    自從人們發現了核聚變反應以後,就摒除了曾經對太陽燃燒的不切實猜測。我們都知道在人類發展中,經歷過數次工業革命,每進行一次工業革命,人們就會發現全新的能量來源,製造出相應的能量供應設備。這一結論出現以後,在一段時間內的確很振奮人心,但是隨著氫彈等同樣利用核聚變反應的武器誕生以後,人們又發現了新的問題:氫彈與太陽同屬於核聚變反應提供能量,氫彈從反應到爆炸只需要幾秒種,為什麼太陽能夠燃燒100億年呢?於是人們又開始就這個問題進行研究,在經過對核聚變反應的不斷實踐以及記錄後,人們得出了這樣一個結論。
  • 太陽發光是因為核聚變,為什麼它不像氫彈瞬間爆炸並燃燒殆盡?
    太陽是一顆普通的黃矮星,根據太陽質量天文學家預估模型,太陽有100億年的壽命,目前已經過去了50億年。恆星的演化是一個漫長的過程,短的數千萬年,長的數百億年甚至更久,這主要跟恆星的質量有關。恆星質量越大壽命越短,質量越小壽命越長。
  • 同樣是核聚變,為什麼太陽能燃燒100億年,氫彈一下子就炸了?
    地球的能量主要來自於太陽輻射,但是實際上太陽輻射只有大概二十二億分一被地球接收到,而人類只能利用其中的萬分之一。太陽的能量來源於它內核的核聚變反應,和氫彈是類似的,可問題就來了,同樣都是核聚變反應,為什麼氫彈會一下子全炸掉,而太陽可以維持數百億年的核聚變反應?
  • 同樣是核聚變反應,為什麼太陽沒有像氫彈那樣一下子全炸了?
    氫彈也屬於核武器的一種,它主要是利用氫的核聚變反應形成爆炸的一種殺傷性武器。而太陽的燃燒同樣是由核聚變反應所引起的,四個氫原子核通過核聚變反應產生一個質量更重的氦原子核,從而釋放出大量的能量以此來維持太陽的燃燒。那麼,為何太陽內部發生核聚變反應時沒有像氫彈那樣一下子全炸了呢?
  • 氫彈和太陽都是核聚變反應,為什麼太陽不會像氫彈一樣爆炸?
    引言:在物質能量中,粒子反應產生的能量是最為豐富的,無論是核裂變還是核聚變都可以產生大量的能量,因此粒子反應一直是科學家研究的領域,現在的核電站一般都是核裂變產生能量,不過太陽卻是通過核聚變產生能量的,這與氫彈的核聚變反應類似,但是氫彈的核聚變反應是不可控的,太陽核聚變反應卻是可控的,這到底是為什麼呢?
  • 同樣是核聚變,為什麼太陽能夠燃燒數百億年,而氫彈一下就炸了?
    太陽能夠持續百億年的核聚變反應主要是依靠「自身的引力」來維持的,而太陽最終會熄滅也是因為「自身的引力不足」導致的。那就是咋回事呢?太陽的核聚變反應這件事要從太陽的形成說起。舉個例子,氫彈也是氫原子核的核聚變反應,但是要引爆氫彈其實很難,因為這需要1億度的溫度,為了能夠引爆氫彈,科學家用到的辦法是先引爆一顆原子彈,原子彈可以提供氫彈反應的溫度條件,當原子彈被引爆後,氫彈才會跟著引爆。
  • 同是核聚變,為什麼氫彈爆炸連渣都不剩,太陽卻在持續燃燒
    氫彈的爆炸和太陽能持續燃燒的原因都是因為核聚變的反應才產生的,那人們會提出疑問,同樣都是核聚變,為什麼氫彈的爆炸會連渣都不剩,而太陽卻能燃燒很多年呢?原子彈爆炸從歷史中我們知道在第二次世界大戰中,美國向日本的兩個地方:廣島和長崎投射了2枚原子彈,原子彈的爆炸造成了很多人員的無辜死亡。
  • 同是核聚變,為什麼氫彈爆炸連渣都不剩,太陽卻在持續燃燒?
    氫彈的爆炸和太陽能持續燃燒的原因都是因為核聚變的反應才產生的,那人們會提出疑問,同樣都是核聚變,為什麼氫彈的爆炸會連渣都不剩,而太陽卻能燃燒很多年呢?氫彈利用的是氫原子核的核聚變反應,同時也會有部分質量的損失,根據愛因斯坦的公式△ E=(△m)c,質量會以能量的形式釋放出來,因此氫彈爆炸產生的能量威力無比,連渣都不剩。
  • 都是核聚變,為何氫彈爆炸只是一瞬間,而太陽能炸100億年?
    但是原子彈並不是人類威力最強大的武器,雖然原子彈是在二戰中使用過威力最強的武器,但是和現在的氫彈比,也不過是瑩瑩之火而已。氫彈會利用核聚變產生巨大的能量,而對於太陽來說隨時都在發生核聚變。但是都是核聚變,為何氫彈爆炸只是一瞬間,而太陽能炸100億年?原來太陽是利用核聚變反應燃燒的。
  • 太陽是可控核聚變嗎?不然的話為什麼不會爆炸?
    事實上,在茫茫宇宙中無時無刻都在發生著核聚變,時刻進行著核聚變的天體被人們稱之為恆星!太陽便是這樣的天體!根據科學家的推算,太陽內部的核聚變已經持續了近50億年,而且在未來大約50億年內仍將繼續。太陽將在這種穩定的核聚變下「燃燒」完自己的生命,然後膨脹成為紅巨星,再坍縮成為白矮星,最後完全冷卻,消失在黑暗中!
  • 同樣是核聚變,為什麼太陽能燃燒100億年,而氫彈一下就炸了?
    同樣都是依靠核聚變反應,氫彈一下子炸得渣都不剩,而太陽到如今已經燃燒了接近50億年,而且它還會這樣繼續燃燒幾十億年,那這到底是為什麼呢?要了解氫彈的核聚變,我們就得先搞清楚什麼是核聚變。這裡的「核」指的是原子核。核反應實際上分為核聚變和核裂變。從字面意義上,我們其實也能知道,核聚變就是幾個原子序數小的原子核發生融合,而核裂變實際上就是原子序數大的原子核分裂成原子序數小的原子核。
  • 同樣是核聚變,為什麼太陽能燃燒100億年,而氫彈一下就炸了?
    太陽源源不斷的能量來自於它內核的核聚變反應,這其實和氫彈的原理是類似的。可是你發現沒有?同樣都是依靠核聚變反應,氫彈一下子炸得渣都不剩,而太陽到如今已經燃燒了接近50億年,而且它還會這樣繼續燃燒幾十億年,那這到底是為什麼呢?
  • 為什麼氫彈一點就炸,太陽的核聚變卻如此穩定?
    ,但是人類目前創造不出上億度的高溫,因此為了實現氫彈,這個過程中還涉及到了核裂變。太陽的核聚變太陽核心的溫度是15,000,000K,也就是約為1500萬攝氏度。那為什麼地球的氫彈卻需要上億攝氏度的溫度才能爆炸呢?
  • 太陽和氫彈都是核聚變,為什麼太陽不會像氫彈一樣爆炸?
    我們知道太陽和氫彈都是核聚變的原理,那麼為什麼氫彈會直接爆炸,而太陽卻不會像氫彈一樣爆炸呢?今天我們就來講一下。要搞清楚這個問題,我們需要先簡單了解一下核聚變的原理。所謂的核聚變,指的是讓多個原子核互相碰撞,並使這些原子核產生聚合作用的過程,它們在生成更重的原子核的同時,會由於質量虧損而釋放出巨大的能量。
  • 同樣是核聚變,為什麼太陽能夠燃燒數百億年,可氫彈一下就炸了?
    正因如此,人類對於太陽的研究從來都沒有停止過,從古代的日心說到現在,人類已經基本上搞懂了太陽燃燒的原理,但也有疑惑:同樣是核聚變,為什麼太陽能夠燃燒數百億年,而氫彈一下就炸了?但這種超高的溫度在人類目前的技術條件下是難以做到的,但是聰明的科學家們想到了一個辦法,因為目前人類可以做到引發核裂變,為什麼不讓核裂變來引發核聚變呢?
  • 同樣是核聚變,為何太陽能燃燒100億年,而氫彈頃刻間就炸完了
    自此之後人類終於進入了核時代。而到如今,早就已經不只有美國一個國家擁有核武器了,包括我們中國也成功研發並爆破了核武器,特別在原子彈的基礎上還研發出了氫彈。相比較原子彈而言,氫彈的爆炸威力更巨大。氫彈的爆破原理其實就是利用太陽的核聚變來完成的。但不同的是,太陽能夠無時無刻不進行著核聚變反應,可是地球上的一顆氫彈在引爆的同時就會慢慢的消失。
  • 同樣是核聚變,為什麼氫彈不能像太陽一樣持續發光和熱?
    氫彈爆炸的原理實際上是利用太陽的核聚變來完成反應,但不同之處在於太陽可以一直進行核聚變反應儘管氫彈會造成廣泛的破壞,但氫彈也會因爆炸而失去作用。與可以永遠存在的太陽不同,太陽已經燃燒了50億年,而太陽仍然可以繼續發光和熱50億年。
  • 太陽既然是核聚變反應,為什麼不像氫彈一樣瞬間炸完?
    ,促使原子產生核聚變從而加速了太陽的形成。太陽是個特別活躍的天體,它的內部始終發生著劇烈的核反應,從中心到0.25太陽半徑是太陽發射巨大能量的真正源頭,也稱為核反應區。也就是從這裡,太陽核心處的溫度高達1500萬度,壓力相當於3000億個大氣壓,隨時都在進行著四個氫核聚變成一個氦核的熱核反應。
  • 太陽那麼高強度的核聚變反應,為什麼不會失控?
    據科學家們測算,太陽每秒鐘釋放的能量可以達到3.8*10^26焦耳,相當於900億個當量在百萬噸級核彈爆炸所釋放的能量,也大致相當於1.3億億噸標準煤燃燒時產生的能量,我們地球能夠接收到的太陽發出的能量,佔比僅僅達到22億分之一,就是這麼一點看似不起眼的比例,為地球維持相對穩定的溫度和生命體的誕生以及生物的發展演化提供了充足的保障。