太阳的原始高温是由它的内部压力而来。根据万有引力定律原理,物体的质量越大,其引力就越大。早年的太阳在滚雪球般发展时,随着质量的增加,引力也愈强,吸引周围的物质就越多,就更增加了质量,如此循环,太阳的质量越来越大。同时质量越大内部压力越大,从而温度不断的升高。产生热核聚变的条件是要有足够的压力(称之为临界压力)和合适的点火温度随着原始太阳质量的不断增大,内部压力和温度的升高,达到满足产生热核反应的条件后,太阳就开始发光发热,成为一颗恒星一般来讲,气体星球要成为恒星,必须要有一定的质量,这样它内部的压力和温度才能达到热核反应的条件,这个质量叫做临界质量典型的例子就是我们太阳系中最大的气态行星—木星,同样也是由氢元素构成的气态星球,但由于它的质量小于临界质量,内部的压力和温度达不到产生热核聚变的条件,所以它只能是一颗气态行星。不过它是一颗潜在的太阳,有科学家推测,将来太阳毁灭后,没有太阳制约的木星将凭着它太阳系老大的地位吸引周围的行星自成一个小太阳系,同时也不断吸收周围的物质增加质量,达到临界质量后就会发光发热,成为另一颗太阳,不过那是50亿年以后的事了。
按照理论计算,氢原子的聚变温度在2000万度以上。但在恒星中,氢核聚变的温度低于2000万度。如太阳,中心温度就只有1500万度,但氢聚变依然能够发生,其原因有二。一是在高压下,氢原子核过于靠近,可以在较低温度下发生聚变反应;二是根据海森堡“测不准原理”(不确定性原理),氢原子核可以暂时从其他原子核那里“借”到部分能量,使核聚变反应得以在较低温度下发生。
氢、氦、氧、氮等元素在气态条件下,都没有颜色。
红巨星爆炸,一般称作超新星爆发,外层气体主要是氢和氦,当然也有氧、氮。但通常恒星内核物质也会被炸开来。如果只是外层气体被炸开来的话,我们地球上的重元素就没有了。我们身边的各种元素(包括构成我们身体的各种元素),除氢以外(氦不构成身体),都是来自于恒星核聚变反应,而比铁重的元素就只能来自于超新星爆发。
太阳的主要成分是氢元素和氦元素,而说到完成氢聚变这不准确,因为太阳一直都是在核聚变中,而并非地球上的核裂变,太阳的燃料将会在50e年后耗尽,之后太阳因为燃料即将耗尽时引力压强辐射等等因素会产生一个引力大于斥力的现象,这时候,内核因为引力太大,收缩成为白矮星,而外部则因为在恒星死亡之前的巨大能量喷发,形成了红巨星,红巨星非常大,估计最起码能膨胀到火星附近,所以地球那个时候也就不存在了,之后红巨星将自己的物质喷发完,我们所看到的也就只有白矮星了,白矮星极高密度,一平方厘米估计有十万吨左右,真不敢想象。。。不过50e年时间灰常长了,我是看不到了。。
参考资料:
氢有三种同位素:氕(氢1)、氘(氢2)、氚(氢3),我们平时见到的氢以氕为主,含少量氘;氦也有氦3和氦4两种同位素,氦3不稳定,一般见到的是氦4。
氢聚变为氦的反应可以有多种形式:
4个氕聚变为一个氦4;
2个氘聚变为一个氦4;
一个氘 + 一个氚 = 一个氦4 + 一个中子
还有其它的形式就不列举了,并且要注意上面只是简单得说明,其实聚变过程中还有其它粒子产生。
总之要聚变成氦4,至少要有4个核子,是质子和中子无所谓,因为质子和中子在一定条件下是可以互相转化的。如果聚变中的核子超过4个了,多余的通常会以中子形式释放出来。
你可以仔细研究下氦4的核质量,以及中子、质子的质量,你会发现由两个质子加两个中子组成的氦4核,比两个自由的质子及两个自由的中子质量之和要小,这就是质量亏损的来源,根据E=mc^2的公式,核聚变会产生巨大的能量。
氢聚变产生的破坏力及能量都是最大的。
铀裂变主要采用了铀235作为裂变原料,裂变时,产生的质量差虽然有,但是并不大。但是,氢聚变采用的聚变原料是氘(即氢2,一种氢的同位素,D2O即为重水),在聚变过程中是四个氢原子聚变为一个氦原子,其间有千分之七的物质转化为能量,从而使物质向能量演化,发生质的飞跃。这就是热核炸弹(氢弹)爆炸的原理。当聚变反应的能量足够大时,还可以引发多次聚变,从而使产生出来的原子继续聚变从而继续放出能量,这也就是宇宙中像太阳这样的恒星发光发热的原理。
1、你说的氢气,就是氕,氕当然可以聚变,只是氕里面没有中子,所以所谓氕聚变,事实上是它聚变成氘的过程,这个过程叫质子链聚变,公式就不给你写了,质子链聚变最终还是氘氘聚变;
2、你提到聚变材料,既然叫做“材料”了嘛,那就认为是人类制造的,目前就是氘和氚(和他们的化合物),为什么?因为氕聚变需要的压力和能量非常大,在太阳内部这倒是最常见的反应,可人类的技术目前还做不到让氕发生质子链聚变,而且氕聚变放出的能量相对却不大,而氘氚聚变需要的条件比氕低得多还能放出更大的能量,主要是我们人类能做到,所以就选择了它们作为聚变材料。
3、是不是任何材料都可以发生聚变?并不是,实际上核聚变只发生到铁核,铁是个神奇的元素,它聚变所需的能量大于放出的能量,所以当一个恒星的聚变发生到铁之后就不能再聚变了,恒星要么坍缩要么超新星,或者超新星再坍缩,总之最终变成白矮星中子星黑洞,这些过程都不是聚变了,而我们所知的成规模的铁之后的重核元素,都是在恒星稳定聚变结束之后在红巨星到超新星以及中子星相撞等这些可以称之为宇宙奇观过程中通过轻核(相对的)的快慢中子捕获形成的。当然有人说了那大型粒子对撞机也能造出重核,甚至是宇宙中都没有的重核新元素好吧,没错,所以我说了“成规模”,内位您能给我用对撞机造1克金子都算我输如果哪天人类真能掌握了这种技术,那就是那种星际迷航啊群星啊这种科幻作品里的“能量物质转化器”(Energy-Matter Converter),只靠能量就能成吨的制造物质,那人类就和上帝一样了……我当然希望人类有成神的那一天,那咱们也是神的祖先了,哈哈哈。
希望答案有帮到你。
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