为什么太阳上会经常氢弹爆炸氢弹爆炸是什么呀核聚变反应是什么咧
来源：学生作业帮助网 编辑：六六作业网 时间：2024/12/24 02:52:44
为什么太阳上会经常氢弹爆炸氢弹爆炸是什么呀核聚变反应是什么咧
为什么太阳上会经常氢弹爆炸
氢弹爆炸是什么呀
核聚变反应是什么咧
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太阳是一颗典型的恒星,它每秒向宇宙空间发出巨大的能量.
自古以来,太阳为何会发光发热,一直是人们关注的问题.曾有人认为,太阳是依靠燃烧煤来发光发热的,但经过计算,如果太阳是一个大煤球,按照太阳的总辐射能量3.75x10^26J,只够太阳发光发热1500年.后又有人提出,太阳是依靠物质向内部“掉落”,即重力势能转变为动能,再转变为热能来发光发热的,但这样一来,太阳就必须因为不断的收缩而越来越小,但没有观察到这一现象.且即使这样,也只能维持太阳以观测到的能量辐射一千多万年.
上世纪20年代末,随着元素放射性的发现,英国物理学家亚瑟·爱丁顿提出,太阳的能量只能来源于氢的核聚变反应,并在30年代出版的《恒星的结构》一书中详细论述.但经过计算,要使氢发生核聚变反应,太阳中心的温度必须达到上亿度才行,而太阳中心的温度只有约1500万度,不足以引发氢的核聚变反应.
上世纪40年代,来自前苏联的美国物理学家乔治·伽莫夫应用德国物理学家维尔纳·海森堡的量子物理不确定性原理（也称测不准原理）,解释了原子核的放射性.
美国物理学家富勒认为,这个解释也可以反过来用.于是,他把伽莫夫的理论应用于太阳能量的产生,终于计算出,在太阳内部,氢的核聚变反应能够在1500万度的温度下发生.
现在我们知道,包括太阳在内的所有恒星,都是借助于量子物理学原理,时刻发生着各种核聚变反应,并借此发光发热的.
根据爱因斯坦的质能公式E＝mc^2计算,每“燃烧”1千克氢,就能放出6.4×10^14焦耳的能量,相当于燃烧19000吨煤所产生的能量.按照太阳目前的总辐射量计算,每秒钟有6亿多吨的氢被转化成氦.这听起来很多,但其实只是太阳质量的很小一部分.太阳质量若取整数,大约是2×10^33克,或2×10^27吨.太阳每秒把6×10^8吨的氢转变成氦,每年“烧”掉不到2×10^16吨的燃料.按照这样的消耗速度,100亿年也只用掉2×10^26吨的氢,只有太阳总质量的10%.太阳在50亿年的漫长时间中,只消耗了不到5%的质量.太阳上,氢元素占元素总量的70%,氦占28%,其它元素只占2%.对于一颗恒星来说,虽然氢所占的量下降20%,该恒星就会显露出“老态”,而按照目前太阳因核聚变反应速率计算,太阳足可以稳定地“燃烧”上3.32×1017秒,约10^10年,即100亿年,因此说太阳现在刚到“中年”.它还可以稳定“燃烧”50亿年以上.
那么,氢的核聚变反应过程究竟是怎样的呢?
氢核聚变反应是“质子－质子链式反应（或称为P－P反应）”.其过程如下：
以下各步反应为：
1H + 1H → 2H + e+ + νe
2H + 1H → 3He + γ
3He +3He → 4He + 1H + 1H
总的效果是：通过一个反应链,四个质子组合成了一个氦原子核,产生了两个γ光子、两个中子和两个中微子.能量由此产生.
这些核聚变反应在太阳上时时刻刻都在发生,向外放出的能量与向内的引力相平衡,所以太阳才是稳定的.
从原理上说,氢弹与太阳上的核聚变反应差不多,也是氢聚变为氦,但反应是不同的.
它不像太阳上一样,是质子与质子结合,而是质子加一个（或两个）中子形成的重氢原子核相互碰撞反应.反应的产物都是氦,这一点是与太阳一样的.
氢弹的核聚变反应是这样的：
与在太阳上发生的核聚变反应相比,人类制造的氢弹只是太阳上链式反应的最后一步,前面几步都没有.反应物是重氢,产物是氦.
氢弹是先提取出足够量的重氢,装在一个密闭容器里,旁边是一颗原子弹.原子弹爆炸时,产生的高温和高压使重氢原子核发生聚变反应,产生巨大的能量,靠中子辐射和冲击波杀伤敌人.
可以这么说,人类制造的氢弹只是对太阳上发生的核聚变反应的模仿,但只是模仿了最后一步.
恩，太阳之所以那么热，其实是因为它内部不断的有核聚变。至于上面为什么氢弹爆炸，这个和宇宙和平有关，又是另一个话题了。
就是核聚变反应