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揭秘核聚变与核裂变能量来源:科学奥秘大解析

各位老铁们好,相信很多人对揭秘核聚变与核裂变能量来源:科学奥秘大解析都不是特别的了解,因此呢,今天就来为大家分享下关于揭秘核聚变与核裂变能量来源:科学奥秘大解析以及的问题知识,还望可以帮助大家,解决大家的一些困惑,下面一起来看看吧!

不得不说这是一个好想法,理论上来讲,所有的元素都是可以进行核聚变或者核裂变的,那么在可以随意操控核反应的前提下,我们先让一堆轻原子不停地聚变,并从中获取能量,等到这些轻原子聚变成重原子了,我们再让重原子裂变,然后又从中获取能量……如此反复,岂不是就是传说中的永动机了?

然而想法虽然是好的,但是我们却似乎忽略了一个问题,那就是核聚变和核裂变反应所产生的能量,到底是从哪里来的?

我们将组成原子核的质子、中子、反质子、反中子统称为“核子”,很显然,一个原子核拥有的核子数越多,它的质量就越大。需要指出的是,原子核的质量并不与其核子数成正比,研究表明,不同元素的原子核,其核子的平均质量都是不一样的,如下图所示(图中横轴为原子序数,纵轴为核子的平均质量)。

从上图中我们可以看到,在各种元素中,铁元素(Fe)的原子核的平均核子质量是最轻的,这就意味着原子序数低于铁元素的原子核,在聚变成更重的原子核的时候,是会损失质量的,相应的,原子序数高于铁元素的原子核,在裂变成更轻的原子核的时候,也是会损失质量的。

早在100多年前,伟大的物理学家爱因斯坦就已经指出,质量和能量是物质的不同属性,而且在它们之间还存在着明确的当量关系,并给出了著名的质能方程式(E = MC^2 )。因此就可以得出一个结论,即:核聚变和核裂变反应所产生的能量,其实就来自于核反应中的质量亏损。

有了以上的认识,我们就可以清楚地看到,即使我们可以精准地操控物质的核反应,不停地让比铁轻的元素发生核聚变,又不停地让比铁重的元素发生核裂变,也不可能得到永恒的能量,这是因为物质的质量会不断地减少。

除此之外,在这个过程中,还会不可避免地出现铁元素,而由于铁元素的平均核子质量是最轻的,不管是让它发生核裂变还是核聚变,都需要输入额外的能量,因此我们是不可能通过这类核反应的方式在铁元素上获得能量的。

话又说回来,在宇宙所有的物质中,氢和氦这两种轻元素的质量就占了差不多98%,如果有一天我们人类真的可以随意操控核反应(哪怕是最简单的氢核聚变反应),那么我们也可以得到多得难以想象的能量,从而让我们的文明等级得到迅速地提升。

正因为如此,全世界的人们都对可控核聚变充满了希望,并为此投入大量的人力、物力,致力于攀登这座人类科技的巅峰。值得一提的是,在可控核聚变的领域,我们中国在世界上是处于领先地位的,我国新一代可控核聚变研究装置——“中国环流器二号M”(HL-2M 托卡马克)将在2020年投入相关实验的运行,据悉该装置采用了非常先进的结构和控制方式,将有望产生超过2亿摄氏度的温度(太阳核心的温度约为1500万摄氏度)。

好了,今天我们就先讲到这里,欢迎大家关注我们,我们下次再见`

用户评论

毒舌妖后

这题太酷了!我一直很好奇原子里面究竟藏着多少能量。

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烟花巷陌

老师说核聚变和核裂变都可以产生巨大能量,看来这真是一个很有意思的科学领域。

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清羽墨安

核物理学总是充满了神秘感,希望能了解它的原理更加深入。

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绝版女子

学习化学时接触过原子结构,但跟核反应的关系不太清楚啊,感觉要学习一下相关的知识。

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在哪跌倒こ就在哪躺下

这类课题真的可以锻炼人的思考能力,需要从很多角度去分析和理解这些现象。

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南宫沐风

能源问题是目前面临的挑战之一,了解核聚变和核裂变对人类社会的影响很有必要。

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虚伪了的真心

我对未来核能的应用一直很感兴趣,希望能发展到更安全、更清洁的方向。

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一尾流莺

这种能量转换原理是不是可以用在其他领域呢?好像可以想想。

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孤自凉丶

看起来这需要一定的数学基础才能理解吧?要好好练练数理逻辑能力。

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陌上蔷薇

学习科学知识真的很好,能开拓视野,让世界变得不再那么陌生。

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微信名字

希望学校能组织一次关于核物理学的参观学习活动,能更直观地了解这些知识。

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*巴黎铁塔

书上讲的太枯燥了,希望能有更生动有趣的讲解方式,更容易理解。

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走过海棠暮

这种能量的产生机制是不是和星际演化有关?两者之间还有关联吗?

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黑夜漫长

我想问问,核聚变反应真的可以实现可控能源吗?这可是个重大科学难题啊。

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像从了良

学习知识真是无穷尽的过程,永远有新的东西在等待我们去探索!

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万象皆为过客

能量问题确实值得关注,希望能早日找到清洁的可持续的能量来源。

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凉月流沐@

核聚变和核裂变都是很复杂的技术,需要多方面科学积累才能真正应用。

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孤岛晴空

通过学习这些知识,我们可以更好地理解宇宙万物的存在方式,也更珍惜我们现在的能源资源。

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用户评论

漫长の人生

看完这篇文章,感觉自己收获满满!终于明白为什么核聚变能产生如此巨大的能量了。原来是原子核融合的瞬间释放出的能量啊!这个大自然的奥秘真是太神奇了!期待人类能够早日利用核聚变发电!

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话少情在

确实,核裂变和核聚变都是非常强大的能源来源。只不过他们的能量转换方式不同。不过我还是比较关注核聚变发展方向,毕竟它比核裂变更安全环保吧!

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我绝版了i

文中解释得太详细了,虽然核物理不是我的强项,但读起来还是很有逻辑的,很容易理解。希望以后能多写一些科普类文章!

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麝香味

我一直对科学发展很感兴趣,这篇文章让我对核聚变和核裂变有更深入的认识。尤其是提到控制反应链和辐射风险的问题,感觉非常重要!

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泪湿青衫

虽然作者解释了很多,但我还是不太理解为什么核裂变会产生大量的放射性废料?这是个严重的环境问题啊!盼望科学家们能找到解决方案。

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别留遗憾

我倒是觉得这篇文章缺乏一些实例的支撑。例如可以引用一下 ITER 项目这样的科研成果来更加生动地阐述核聚变技术的应用前景!

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久爱不厌

总而言之,文章内容还是不错的,但对于有一定物理基础的读者来说可能显得略显浅薄。如果能将原理解释得更深入,也许会更有吸引力。

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冷嘲热讽i

我一直觉得核裂变是人类利用原子能最成熟的方法,但是它的环境成本确实很高啊!核聚变技术发展起来或许能解决这个难题?

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折木

文章开头就提到“科学奥秘大解析”,最后却只停留在理论层面,并没有深入探讨核聚变和核裂变应用的具体案例。感觉有点让人失望。

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红尘烟雨

我一直知道核反应是个很危险的事情!这篇文章让我更加清楚地认识到核聚变和核裂变的风险性,也更期待科学家们能开发出安全可靠的能源!

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你tm的滚

我觉得文章结构比较混乱,有些概念衔接不够自然。比如一开始就提到了能量单位,后来才解释核聚变和核裂变的原理,这样会让人感到难以理解。

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予之欢颜

这篇文章对我来说有启发意义!让我明白科学的奥秘在于不断探索和发现。相信人类能够在未来彻底掌握核聚变技术,为世界带来清洁能源!

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万象皆为过客

虽然文章内容比较专业,但语言表达还是比较通俗易懂。我相信即使没有科学背景的人也能读明白其中的主要观点!

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从此我爱的人都像你

核裂变和核聚变真的不一样啊!我之前还以为它们只是两种发电方法而已,现在看来他们背后的原理完全不同呢!

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鹿先森,教魔方

这篇文章让我对核物理有一个更全面的了解了。同时也让我感受到科学技术的发展离不开不断的探索和创新!

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命该如此

如果核聚变真的能够实现大规模应用的话,将会彻底改变我们未来的生活!到时候就不用担心能源危机啦!

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晨与橙与城

我觉得作者应该再多介绍一些不同国家在核聚变研究上的成就和未来发展计划。这样能让我们更直观地了解到全球科研水平的差距!

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