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《流浪地球》中的重元素核聚变技术是什么?现实中能够实现吗?

2019-05-14 19:14 网络整理 教案网

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最近有一部电影《流浪地球》火了,电影描述的是影片中描述的是太阳即将开始死亡倒计时,地球和人类面临着灭顶之灾,继而启动了逃离太阳系的计划。

这部电影里面有着非常多的科技知识点,包括太阳的膨胀向红巨星转变,木星的加速效果,点燃木星等,想要让地球停上自转,推动地球离开太阳系,人类建造了一万多座行星发动机,这些发动机高达一万多米,比珠穆朗玛峰还要高很多。

在太阳系八大行星中,那一颗行星离地球最近。最热的行星 第最著名的超新星 第太阳系中卫星最多的行星 第离地球最近的行星 第最明亮的行星 第最美丽的行星 第离太阳最近的行星 第已发现的离地球最远的行星 第最年轻的行星 第银河系最古老的行星 第太阳系中自转最慢的行星 第最怪异的行星 第旋转最奇特的行星 第地球之外最具居住条件的行星 第最早发现的小行星 第最早被计算出来的行星 第最早发现的太阳系外行星 第离地球最近的天体 第最奇特的卫星 第火山活动最频繁的卫星 第最隐蔽的星体 第引力最强的天体 第最大的陨石 第最大最古老的陨石坑 第自转速度最快的星体 第移动速度最慢的星系 第离银河最近的星系 第距离地球最近的星团 第银河系最大的星团 第最大。行星俘获小天体是行星演化进程中的一种普遍现象,不仅地球这样,太阳系其他行星也有这种现象.不少行星都各有自己的卫星,就是最好的说明.地球在形成过程中,曾有许多小天体飞到引力圈内来,其中一部分小天体直接与地球相撞,其余大部分在绕地球飞行期间,因原始大气强大阻力使轨道半径变小,最后终于落到原始地球上来.地球是在不断“吞掉”这些飞来的小天体当中成长起来的.。

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对此,《流浪地球》中也进行了解释,这些行星发动机都是应用了核聚变,使用的燃料就是地球上非常常见的石头,只有这种常见的容易处理的石头才能够满足上万座行星发动机的需求。可能很多人不理解:核聚变使用石头当燃料?石头真的可以当燃料产生能量吗?

在我们的常识里,核聚变不是应用使用氢这种燃料吗?怎么电影中是使用石头?这是怎么回事?原来电影《流浪地球》中的这种核聚变技术不是我们认为的氢核聚变,而是重元素核聚变。可能很多人都没有听说过这种重元素核聚变。重元素聚变物理变化吗?

核脉冲来自每一个放射性燃料单元,他向燃料单元四边扩散,接收到脉冲的燃料棒将会更加有效率的工作而产生额外的5eu/t。当前版本支持复杂到复杂(c2c),实际到复杂(r2c)和复杂到实际(c2r)。e是这五种元素中原子半径最小的元素,则它们的原子序数由小到大的顺序是( )a.a、b、c、d、e b.e、c、d、b、a c.b、a、d、c、e d.c、d、a、b、e5.下列各组顺序的排列不正确的是( )a.离子半径:f->na+>mg2+>al3+ b.热稳定性:hcl>h2s>ph3>ash3c.酸性强弱:h3alo3<h2sio3<h2co3<h3po4 d.溶点:金刚石>na>sio2>co26.某元素原子的质量数为a,它的阴离子xn-核外有x个电子,w克这种元素的原子核内中子数为( )a. b.c. d.7.某主族元素r的最高正价与最低负化合价的代数和为4,由此可以判断( )a.r一定是第四周期元素 b.r一定是Ⅳa族元素c.r的气态氢化物比同周期其他元素气态氢化物稳定d.r气态氢化物化学式为h2r8. 元素x和元素y在周期表中位于相邻的两个周期,x和y两原子核外电子总数之和为19,y原子核内质子数比x多3个,下列叙述正确的是( )a.x和y都是性质活泼的元素,在自然界中只能以化合态存在b.x和y形成的化合物的化学式为y2xc. y的化合物种类比x的化合物种类多d.y能置换酸中氢,放出氢气,但不能置换出盐中的金属9. 运用元素周期律分析下面的推断,其中不正确的是( )。

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只有一些质量非常大的原子核像铀(yóu)、钍(tǔ)等才能发生核裂变.这些原子的原子核在吸收一个中子以后会分裂成两个或更多个质量较小的原子核,同时放出二个到三个中子和很大的能量,又能使别的原子核接着发生核裂变……,使过程持续进行下去,这种过程称作链式反应.原子核在发生核裂变时,释放出巨大的能量称为原子核能,俗称原子能.1吨铀-235的全部核的裂变将产生20,000兆瓦小时的能量(足以让20兆瓦的发电站运转1,000小时),与燃烧300万吨煤释放的能量一样多.另见裂变和聚变.铀裂变在核电厂最常见,加热后铀原子放出2到4个中子,中子再去撞击其它原子,从而形成链式反应而自发裂变.撞击时除放出中子还会放出热,再加快撞击,但如果温度太高,反应炉会熔掉,而演变成反应炉融毁造成严重灾害,因此通常会放控制棒(硼制成)去吸收中子以降低分裂速度.一个重原子核分裂成为两个(或更多个)中等质量碎片的现象.按分裂的方式裂变可分为自发裂变和感生裂变.自发裂变是没有外部作用时的裂变,类似于放射性衰变,是重核不稳定性的一种表现。原子弹又称为裂变武器或裂变弹,其核装料选择易裂变原子核的铀-235或钚-239等,利用铀、钚等原子核分裂所产生的巨大能量进行杀伤和破坏。原子核在发生核裂变时,释放出巨大的能量称为原子核能,1千克铀-235完全裂变释放出的能量,相当于2万吨tnt炸药爆炸时释放的能量,也相当于2700吨标准煤完全燃烧释放出的能量。

我们都知道恒星内部就是在不停发生着氢核聚变反应,由此可见它的能量有多么强大了。科学家近几十年来一直都在研究可控核聚变,重心放在氢元素的同位素氘上,因为它是一种相对更容易发生聚变反应的元素,然而这种技术也不是那么容易突破的,科学家认为,人类想要实现可控核聚变技术,最少还需要50年。

太阳是一颗g2v黄矮星,寿命大致为100亿年,目前太阳大约45.7亿岁,大约50至60亿年之后,太阳内部的氢元素耗尽,太阳的核心将发生坍缩,温度上升,把氦元素聚变成碳元素,它的外层将膨胀,燃料的过程结束时,太阳的质量将下降,外层将延伸到地球或者火星目前运行的轨道处,变成一颗庞大的红巨星。其科学内涵为:燃料元素组成中的原子核仍为氢和氧的原子核,而其电子构型确与氢和碳相同。为了理解黑洞是如何形成的,我们首先需要理解一个恒星的生命周期.起初,大量的气体(大部分为氢)受自身的引力吸引,而开始向自身坍缩而形成恒星.当它收缩时,气体原子相互越来越频繁地以越来越大的速度碰撞——气体的温度上升.最后,气体变得如此之热,以至于当氢原子碰撞时,它们不再弹开而是聚合形成氦.如同一个受控氢弹爆炸,反应中释放出来的热使得恒星发光.这增添的热又使气体的压力升高,直到它足以平衡引力的吸引,这时气体停止收缩.这有一点像气球——内部气压试图使气球膨胀,橡皮的张力试图使气球缩小,它们之间存在一个平衡.从核反应发出的热和引力吸引的平衡,使恒星在很长时间内维持这种平衡.然而,最终恒星会耗尽了它的氢和其他核燃料.貌似大谬,其实不然的是,恒星初始的燃料越多,它则燃尽得越快.这是因为恒星的质量越大,它就必须越热才足以抵抗引力.而它越热,它的燃料就被用得越快.我们的太阳大概足够再燃烧50多亿年,但是质量更大的恒星可以在1亿年这么短的时间内用尽其燃料,这个时间尺度比宇宙的年龄短得多了.当恒星耗尽了燃料,它开始变冷并开始收缩.随后发生的情况只有等到本世纪20年代末才初次被人们理解.。

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太阳在其主序星阶段已经到了中年期,在这个阶段它核心内部发生的恒星核合成反应将氢聚变为氦。先分出一个总体我这样和你说,5是具有一个太阳质量的红巨星有一个碳核.8是具有10个太阳质量的恒星的引力坍缩形成一个中子星,3b是10个至30个太阳的质量,这是质量从10个直到超过30个太阳质量的大质量恒星,碳核被一个燃烧氢的壳和气体外层所包裹。而在它下面有一个氦层,氦层内部还埋有一个碳球.核反应过程变得更加复杂,中心附近的温度继续上升,最终使碳转变为其他元素.与此同时,红巨星外部开始发生不稳定的脉动振荡:恒星半径时而变大,时而又缩小,稳定的主星序恒星变为极不稳定的巨大火球,火球内部的核反应也越来越趋于不稳定,忽而强烈,忽而微弱.此时的恒星内部核心实际上密度已经增大到每立方厘米十吨左右,我们可以说,此时,在红巨星内部,已经诞生了一颗白矮星.白矮星的密度为什么这样大呢。

5万年后的地球,因为人类大批耗费矿物燃料,造成地球气温回升,人类的“地球时期”结束,不得不开始需找太阳系之外的合适寓居的家园。有些人预测,一颗神秘的x行星正在向地球的方向飞来.据说,如果行星正面撞上地球,地球将会因此而消失.即使两者只是轻轻擦过,也会造成地球引力的变化,从而引起大量小行星撞击地球.这种未知行星真的会在2012年出现吗。但是,也有一些理智的网友表示,既然本田地球梦发动机不是中国特供的,属于全球都在用的发动机,为什么偏偏到中国以后,这款地球梦发动就水土不服。

当然,重元素核聚变,利用石头当燃料来实现核聚变反应,对于人类目前的科技水平来说,这是一种无法想象的核聚变技术,虽然理论上可以,但要在现实中实现太难了,如果是氢核聚变再有50年可以实现,那重元素核聚变技术有可能再过500年都不一定可以实现。

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现实中,科学家也不会去研究这种重元素核聚变技术,这对于人类来说太遥远了,我们主攻的方向还是氢核聚变。而人类目前发现的最理想的核聚变原料就是氦-3,因为使用氦-3的热核反应堆中没有中子,故使用氦-3作为能源时不会产生辐射,不会为环境带来危害。但是因为地球上的氦-3储量稀少,无法大量用作能源。幸好,根据月球探测的结果,月球上的氦-3含量估计约100万吨以上。

月球村的重要任务是开采氦3并运回地球,并利用这一热能源发电,供应全地球所需电能。虽然可能污染地下水以及遭遇环保团体的强烈抗议,但是并没有阻止“页岩油气革命”的诱人前景——据美国政府机构能源信息署的数据显示,光是页岩气,就能够让世界可开采天然气能源总量增加40%,这给不少国家注入了兴奋剂。太阳能是取之不尽、用之不竭的自然能源,使用安全,方便无污染,随着现代化工业、交通运输业的发展,过多的开采和使用矿物燃料造成了对环境的污染,破坏了地球大气层,在人类赖以生存的环境日益遭到破坏的今天,人们越来越多的重视研究和使用清洁卫生的太阳能源,太阳能必将成为“未来能源结构的基础。

可控核聚变技术对人类太重要,它可以说是人类文明能否成为真正的星际文明的关键。有了核聚变技术,人类的飞船速度可以获得质的突破,有可能实现亚光速飞行,这样人类就有了走出太阳系的希望,可以去探索太阳系附近的其它星系,人类也有希望实现外星系移民。

有了可控核聚变技术,人类就可以完全替代现在的化学燃料,这样,地球不断恶化的环境就会得到巨大改善,地球将再次回归到山清水秀的星球。

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