任何物質都有可能會發生核聚變嗎?為什麼?

未來探索菌


只要給的壓力夠大,力量上任何物質都可以核聚變,核聚變的本質就是原子核的核融合。



我們常見的核聚變是氫原子核的核聚變,因為氫原子結構簡單,核外只有一個電子,所以給於氫原子一定程度的壓力,兩個氫原子很容易“擠壓掉”電子而實現核融合,變成氦。因為在核融合的過程中,核的質量產生虧損,所以氫核聚變會釋放巨大能量。恆星的星核裡面發生的就是氫核聚變,等氫聚變完了,巨大的壓力會導致氦核聚變,進而是碳核。如果這顆恆星質量足夠大,其引力足以讓核聚變維持到生成鐵元素。從鐵元素開始,原子核如果再聚變就不會是釋放能量了,而是需要吸收能量。因為讓鐵原子“擠掉”外層電子促使兩個核融合,需要的能量要遠遠大於兩個核融合時質量虧損釋放的能量。

所以說,鐵以上的元素聚變必須要額外供能,而且需要供給巨大的能量。這種能量需求隨著原子序數的增加而增加,外層電



子越多,原子核越大,需要越多的能量才能產生核聚變。而且即便核聚變了,生成的質量更大的新原子核也不穩定,會傾向於再次分裂成兩個小質量的原子核(裂變)。比如砹213,它的原子核中核子數太多,十分不穩定,所以更傾向於核裂變。其半衰期僅為125納秒(0.000000125秒)。



所以,雖然任何物質都可以核聚變,但是超過鐵元素以上的核聚變基本沒有什麼意義。


科學探秘頻道


理論上是這樣的!但是有些元素的聚變會和我們想象中的聚變大不一樣。

核聚變的本質

其實核聚變簡單來講就是自由的核子,拼成一個原子核。大家都知道的是氫可以發生核聚變,並且在聚變過程中釋放大量能量,因此核聚變很受關注。


為什麼核聚變會放出能量呢?首先我們需要明白一個概念,那就是結合能:一個原子核拆成核子所需要的能量。

一個核反應所釋放的能量等於末態核與初態核的結合能之差。而氫之所以能放出大量能量就是這個道理。

核聚變一定放出能量?

在我們的潛意識中認為核聚變都是釋放能量的,其實不然。

我們都知道恆星中的核聚變到Fe為止,為什麼會這樣呢?這是因為Fe的比結合能(結合能除以核子數)非常大,因此這意味著拆開一個Fe核需要花更大的力氣。因此假設鐵核能夠自發聚變,那麼它也是個吸能反應。


這裡的意思並不是說有能量鐵就會吸收,而是要和在特定的環境下,例如恆星內部巨大的壓力。

所以理論上確實所有物質都能核聚變但沒必要。而且有些同學說重元素的生成,不一定要通過鐵聚變產生,可以通過俘獲一個核子去產生比鐵更重的元素。

所以總結起來就是:

所有物質都可以核聚變,但沒必要!


評論留下你的看法!


科學認識論


答:廣義上的核聚變,指質量較小的原子,在一定條件下發生聚合作用,然後生成更重的原子;在理論上,只要比一個原子還存在更重的原子,那麼就能發生聚合作用。


一般我們說的核聚變,主要指氘核與氚核生成氦核的過程;因為以目前人類的技術條件,只能大量實現氫元素聚變為氦元素的過程,比如氫彈就是這樣的。

任何一種元素的原子核,都由中子和質子組成,元素之間的差異(包括同位素),本質上就是中子數量和質子數量的不同組合。

各種元素的基本構成單位都相同,所以在理論上,我們可以利用任何元素,在一定條件,去製造另外一種元素,可以是聚變,也可以是裂變,只不過所需條件有難有易而已。


在物理學上,用“比結合能”表示每種元素中,核子(質子和中子)被分離的難易程度,比結合能越高,就越難把其中的核子分離出來:


圖中可以看出,Fe-56的比結合能是最高的,說明鐵元素是所有原子中最穩定的;比鐵輕的元素聚變,以及比鐵重的元素裂變,大體上都會釋放能量。


原子核通過強力把中子和質子聚合在一起,當中子和質子數量足夠多時,接近了強力的作用範圍邊界,原子核反而變得不穩定,這也是重元素更容易實現核裂變的原因,同時因為質量虧損將釋放大量能量。

輕元素的核聚變反應,需要極高壓力和溫度,反應條件也各不相同,比如下圖表中,就是大質量恆星內部,核聚變進行的溫度條件:



當恆星聚變到鐵元素時,恆星反應就停止了;要使鐵元素繼續聚合,則需要60億~100億度的溫度,在恆星內部是達不到該反應條件的,只有在超新星或者中子星合併過程中,可以實現鐵元素向重元素的聚合,而且聚合過程會吸收大量能量。


好啦!我的答案就到這裡,喜歡我們答案的讀者朋友,記得點擊關注我們——艾伯史密斯!


艾伯史密斯


1、從核聚變的原理來講,只要溫度夠高,約束夠強,任何物質都能發生聚變。

2、以人類的水平,最多也就是氫的聚變了,所以有一種核武器叫氫彈。

3、質量為太陽10倍以上的恆星在衰亡期時由於引力塌縮,會在內部發生更重元素的聚變,直到全部生成鐵元素時終止。 鐵是一種極度穩定的元素,重於鐵元素的物質發生核聚變需要吸收能量而不是釋放。


一杯未盡離懷多少


只有金屬態氫離子(高溫等離子體)才會產生核聚變。

裂變的鈾等元素是在獲得金屬態氫離子後產生了聚變,就是原子彈爆炸;原子彈爆炸產生的衝擊波層流裡“氘化鋰”轉化為金屬態氫離子,產生鏈式反應,形成連續的聚合反應——爆炸(電磁波),就是氫彈。

所有的聚合反應都是光速流動的物質轉化為金屬態氫離子後產生的;金屬態氫離子的“磁力矩”相互切割聚合形成新元素的同時伴生電磁波就是“熱核反應”。











金童希瑞


理論上是可以的,聚變是原子核與原子核結合成新的原子,其聚變條件是超高溫和超高壓,氘氚氦3是比較常見的聚合物,其共同點是原子質量很小,然而這種小質量原子用於引爆的引信卻是核裂變材料(原子彈),因此理論上可以,但要引起大質量原子聚變所需的超高溫和超高壓能否提供?事實上是很難的!

以恆星為例,恆星是不斷在進行核聚變的,能量也是超級大,恆星晚期變為紅巨星,紅巨星內核是什麼元素?還是氦3,炭和更重的元素。所以估計在人類科技發展的歷史長河中,人類所能操縱的能量等級要達到恆星等級需要的時間實在不可估計,所以人類很難看到大質量原子核的聚變吧?!


楓中嵐影27572888


質量數大於鐵的,也就是26號元素以後的元素是不能夠發生聚變反應的。


山野村夫64430783


絕大多數元素都可以。但較重元素聚變只有超新星能做到。


西德尼蟲


都可以,只是不一樣的物質,要求的條件不一樣,有的容易,有的難。


陌上桑48272331


只要有足夠壓力和溫度兩種條件得到滿足,它們之間又是聯繫了,任何物質都可以核聚變。


分享到:


相關文章: