為什麼太陽能控制核聚變,而人類卻不行

2020-12-03 科學拾遺

我們從地球上看太陽,在一定的時間之內,比如夏天,會感覺太陽的溫度都差不多,當然,由於地球的自轉和公轉,導致我們感覺到的太陽差別很大,比如冬天的太陽和夏天的太陽,早晨的太陽和正午的太陽。事實上,太陽基本是勻速向四周發射能量的,除了偶爾的波動,某些時候,太陽也會爆發一下,或者歇息一下,但總的來說,太陽能控制自身的核聚變。

而自從愛因斯坦提出相對論之後,微觀世界的大門就開始向人類敞開,科學家研究微觀世界,其中最重要的一個成果就是核能,人類對核能利用的時間非常早,是作為武器來使用的,因為核聚變反應猛烈,不需要去控制,怎麼威力大怎麼來,所以,把核能作為武器,相對來說比較簡單。但是,核武器自從出現以來,就基本沒有被動用過,對於人類來說,也基本是壞處。人們更希望能實現核能的民用和商用,但是,在核能民用和商用的研究中,遇到了大問題,因為無法控制核聚變反應,而失去控制的核聚變往往只是炸彈。

那為什麼太陽能控制核聚變,而人類不行呢?我們先來分析太陽,太陽內部的核聚變是因為高溫高壓,所有的恆星也都是如此,因此恆星一般都比較巨大,而「失敗的恆星」往往都是因為質量太小,它內部達不到核聚變反應所需要的高壓。太陽內部的高溫高壓足以讓核聚變得以進行,相對來說,太陽內部的壓強基本不變,而它的溫度會升高,不過,太陽不斷地向四周輻射能量和高速粒子流,而它輻射出去的能量,和它核聚變產生的能量基本相等,所以,太陽內部的壓強和溫度是非常穩定的,這也就導致了它內部核聚變反應的速度也基本不變,以上就是太陽能控制核聚變的原因。

而人類就不一樣了,人類無法實現核聚變所需要的壓強,因為這個壓強最起碼也要質量相當於地球的3000倍以上的天體才能產生,所以科學家無能為力很正常。而無法滿足核聚變的壓強要求,就要提高它溫度。於是,科學家製造核聚變反應堆時,總是儘可能的提高它的溫度,而升溫就意味著密封,在小範圍的空間裡,溫度上升到幾千萬攝氏度,直到發生核聚變反應,而核聚變反應又釋放出大量的能量,因為空間的原因,核聚變反應堆的能量不能及時釋放出去,最終溫度越來越高,直到失控。

通過上面的分析,我們知道,太陽能控制核聚變,是因為它既能控制壓強,又能控制溫度,而太陽的體積也足夠大,它能很快的把核聚變產生的能量釋放出去。而人類不能控制核聚變的主要原因,是人類沒有辦法把核聚變產生的能量迅速釋放出去,導致核反應堆的溫度和壓強越來越高,最終失控。

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