太阳系@地球上所有氢元素造一个氢弹,它的威力有多大,能毁灭太阳系吗?
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【太阳系@地球上所有氢元素造一个氢弹,它的威力有多大,能毁灭太阳系吗?】这是一个经常被误解的问题 , 氢弹就是氢元素做的 , 太阳上燃烧的都是氢 , 很多科普文章中都是这么写的 , 不能说这理解完全错误 , 但至少真正氢弹以及太阳燃烧的原理 , 和大家想象的可就远了去了!
氢弹中的氢到底是什么氢?准确的说 , 氢弹中的氢也是氢 , 但它是氢的同位素 , 氢元素有三种同位素 , 分别是氕、氘、氚 , 原子核中则是质子、质子+中子、质子+2中子 , 三种元素的化学属性几乎就一样 , 但它们的物理属性却大相径庭 , 别的不说 , 含量比例上就大大不同!
自然界中绝大部分都是氕 , 另有0.02%氘 , 而自然界中氚则是宇宙射线中的高能中子轰击氘核 , 结合后形成氚 , 但氚具有放射性 , 半衰期是12.43年 , 所以它是无法长久存在的!
氢弹中的氢就是氘和氚 , 但氚很难取得 , 因此除了早期氢弹测试装置中会用液态氘和氚以外 , 战备值班状态的氢弹 , 用的都是氘化锂 , 因为这中间包含了两种元素 , 氘和锂-6 , 在氢弹中的原子弹爆炸时产生的高能中子轰击锂-6可以生产氚:
Li+n→4He+H3
H3就是氚 , 所以氢弹中的氚是现炒现卖的 , 而不需要液态氘氚的氢弹也叫做干式氢弹 。 而氢弹中真正聚变的燃料是氘和氚 , 和占绝大多数比例的氕是没有关系的 , 你要说半毛钱关系都没有 , 这是完全正确的!
太阳上燃烧的氢又是什么氢?我们了解了氢弹的原理 , 但事实上无论在地球上还是太阳上 , 或者宇宙中这比例都一样 , 就是氢弹中相对比较容易达到聚变的条件还是容易实现一些 , 但太阳可没得挑 , 因为天然的氘在太阳逐渐增长时的褐矮星阶段就烧掉了!到了真正的太阳时代 , 太阳内核中剩下的氢同位素都是氕 , 几乎就没有氘!
先不要急 , 太阳可以自己生产氘 , 在太阳内核的高温中 , 游离了电子的质子和质子克服库仑斥力障壁结合在一起 , 形成了氘(一个质子经由释放出一个 e+和一个中微子成为中子) , 早先以为太阳内核温度不够 , 还不足以克服库伦斥力 , 但后来发现质子可以经由波函数的隧道 , 穿过排斥障碍而在比传统预测为低的温度下进行聚变反应 。
不过这个速度很慢 , 两个质子完成聚变反应需要超过十亿年的时间 , 因此太阳是慢慢的生产出它核聚变真正的燃料氘 , 才让它的寿命那么久!此后这些氘将和氕结合在一起生成氦三 , 这才是太阳上能量的主要来源 , 因为氕氕的聚变还需要吸收能量!
太阳上的质子-质子链反应过程
因此太阳上的聚变过程和氢弹的聚变又不一样 , 但它们有同一种同位素氘 , 氢弹用的是氚 , 因为氘和氚的比结合能比较低 , 人类技术还能勉强实现!太阳上的是氕和氘 , 因为太阳内核温度已经完全能满足氕和氘的结合 。
用地球上所有的氢制造一枚氢弹 , 威力有多大?准确的说 , 假如用所有的氢来制造一枚氢弹的话 , 这枚氢弹的结构无论怎么优化设计 , 它都不会爆炸 , 因为最容易聚变的同位素氘只占了0.02% , 所以在比例如此低的情况下 , 无法通过结构优化来实现氢弹的爆炸!因此如果要让它爆炸的话 , 比如将0.02%的氘提取出来 , 然后再大约1:1的比例混入氕(90.44%的比例即可) 。
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