2020-03-06 03:27:32 佚名

carbus

現實中根本沒有這項技術，目前實現的核反應只有兩種：

一、氫核聚變

利用氫原子的同位素氘、氚聚變為氦，實現核能的釋放。到現在為止人類也僅僅掌握了氫元素的聚變技術，而原子序數大於氫的氦、鋰、鈹、硼、碳、氮、氧、氟等元素的聚變，人類根本就沒有掌握。另外值得注意的是，核聚變到鐵元素開始，就不會釋放能量了，反而會吸收能量。所以說流浪地球裡面的行星發動機雖然利用了重核聚變技術，但它也僅僅只能夠利用鐵元素以下的資源進行核燃燒。

二、重核裂變

重核裂變是人類掌握的第二種核能獲取手段，該核反應一般是利用鈾235進行裂變獲取能量。當然了，除了鈾235外，還有很多元素也可以進行核裂變。只不過由於這些元素要麼稀少、要麼半衰期太短而無法穩定輸出，所以很少用。

流浪地球只是一個科幻電影，所以裡面的一些技術是完全超前的，現在的我們根本無法掌握。不過隨著科學的發展，人類終有一天會一一實現這些不可思議的技術。

科學探秘頻道

看到《流浪地球》說用石頭做燃料，那麼在現實中真的有這項技術嗎？

也只有用石頭做燃料了，假如用氫元素核聚變的話，地球上的水燒乾都還沒泊入比鄰星的軌道，因為燒掉的氫元素總量超過了地球上所有水中提取的來的氫元素，甚至只能滿足2/3的燃料！

這就是行星發動機的燃料，石頭主要成分是硅酸鹽、二氧化硅等，其中構成是氧元素和硅元素，那麼在元素聚變序列中分別在哪個層次呢？

當然最先燃燒的氫原子核聚變成氘，然後是氘與氫聚變成氦3，再是兩個氦3聚變成氦4，然後是碳、氧等一路下來，當然這是大質量恆星中所能達到程度，比如8-10倍太陽質量以上的恆星，一直能燒到鐵元素，穩定了，再也無法燃燒，但此時卻是災難來臨！因為失去輻射壓的外殼直接坍縮到內核，接近光速的撞擊爆發出宇宙最為耀眼的能量釋放，這就是超新星爆發！當然話題扯遠了，人來當前正在攻關的核聚變是氚氘核聚變，這個條件稍低，差不多就是上億度左右！

無論是託卡馬克還是仿星器都沒有實現商業化，原因有幾個，但主要是溫度不夠，約束時間不夠長！而氚氘是最容易實現核聚變的條件，但現在依然在勝利的前夜，似乎即將倒下正在搖搖欲墜中！但我們還是有必勝的決心！

連最容易實現的氚氘聚變都還沒有徹底成功，那麼重元素聚變的條件就更難實現了，因為越往後的條件越苛刻，到了硅元素聚變的時代，溫度達到了極為變態的30億度，我們現在能實現的溫度不過就上億度，30億度也就多個零乘以3而已嘛，但這是工程應用，不是數學公式，需要基礎科技突破，需要應用科學突破，需要工程技術突破......談何容易！

這是行星發動機設計圖，哪位想要收藏了吧，去複製一臺！當然這是渲染前的草圖，僅僅是徒有其表，“火石”就從底部進入行星發動機，這就是關鍵中的關鍵，也許火石中就是多層從外層輕元素到內核重元素的多層結構，一層層聚變進入內核達到行星發動機聚變硅元素的條件，因此行星發動機和火石配合下才達到燃燒“石頭”的要求！

外部支撐結構圖，設計圖哦.......

假如火石不是這種功能的話，至少筆者也許難以想象出第二種功能，當然各位可以補充下！不過能達到燒石頭條件的發動機真是完美，小行星帶隨便挑挑揀揀就能帶上足夠的燃料了，如果是“飛船派”的話，這條件還真低，到柯伊伯帶還帶一批，直接到比鄰星系塵埃帶再補充一次燃料，直接前往？算了到比鄰星系就差不多了，不折騰去更遠的地方了哈.........

星辰大海路上的種花家

石頭做燃料屬於重元素核聚變，目前人類只達到使氫進行核聚變的技術，而且還不是長時間可控的。也就是很短時間就會熄滅。至於未來能不能實現，理論上能，但要用來作為發動機燃料就不怎麼可能了。。。。

重元素核聚變的難點在於溫度，我們無法提供像太陽內部那樣的巨大壓力，只能以溫度來補救了，而由於重元素含有比氫元素多n倍的質子數，而質子帶有正電荷，因此即使在等離子態下，重元素的原子核也有著n倍於氫原子核的電磁斥力，導致兩個原子核無法互相靠近融合。因此要使兩個帶正電的原子核互相靠近就只能通過高溫和高壓。

圖中是幾種常見元素的核聚變所需溫度，石頭裡面的常見元素都要10億度以上高溫才能點燃核聚變，我們當然不懷疑以後人類能製造如此的高溫，但問題是我們拿什麼容器來讓它反應，也就是電影中那些重元素核聚變離子發動機用什麼材料才造呢？？？？？？已知的所有物質都無法在10億度高溫下保持固態甚至液態，那未來人類能拿什麼材料來造那發動機？

想象力沒有極限，但物理有極限。作為科幻電影，我認為《流浪地球》屬於硬科幻，但科幻畢竟是科幻，不是科學，它不需要像科學一樣嚴謹，《流浪地球》腦洞很大，充滿想象力，很多構思都有科學原理，如果要在數據數值上挑刺，那就是科學科幻不分了。

星宇飄零2099

想必在大家的認知裡石頭這東西是完全不能燒的，石頭跟聚變技術甚至是八竿子打不著的。但這個絕對是錯誤的，首先我們要先知道石頭主要成分是硅酸鹽、二氧化硅等，其中構成是氧元素和硅元素，而硅是可以繼續聚變下去的，那就是硅聚變成鐵，而鐵元素作為最穩定的元素就已經是到達了聚變的終點（再想進行聚變就需要超新星爆發進行聚變了，這太扯了）包括我們的母恆星太陽這樣的龐然大物最後生命的終點也是聚變成一個鐵元素球，隨後發生爆炸

其實聚變的行程非常簡單。只需要有足夠的溫度及足夠的壓力就可以進行最終的硅聚變（如上圖），但是這其中所需要的科技水平是我們難以想象的。如圖所示，O燃燒包括硅、硫、氬、鈣等元素需要驚人的20億度的溫度及超強壓力進行最終聚變。而以我們人類目前的科技水平別提20億超強高溫，就連1/20的溫度1億度都非常勉強能做到。（目前人類已知太陽的核心溫度僅2000萬攝氏度）可以想象這其中蘊含的能量有多麼的恐怖。至少在目前人類100年以是根本沒有辦法去對硅進行聚變

既然我們已經知道了聚變的基本原理，那麼我們就來看一看火石到底是個什麼鬼。說白了火石就是一個製造出硅元素重聚變條件的一個東西，它可以產生出超高溫和超高壓。宇宙中的氫聚變是利用其恆星自身的超強壓力和高溫所完成的，而我們人類發展至今已經完全掌握了氫的聚變，比如氫彈…我們引爆氫彈實際上就是在創造一個超高壓超高溫的一個聚變環境，而如果想進行硅元素重聚變，那麼氫彈就是我們唯一的選擇，在氫彈內部放上一顆小型原子彈用於引爆氫彈。利用火石的超高溫不斷對著石頭進行聚變（重聚變行星發動機噴出來的並不是火，而是鐵元素）

以我們目前的科技水平來看，硅元素的重聚變對於我們來說還是極其遙遠的，也不敢去想。理論上並不需要什麼特殊的技術，但是這其中的科技水平對於我們人類來說實在是太過於遙遠……

領航員East

答：《流浪地球》中的燒石頭，叫做“重元素聚變”，理論上是可行的，只是目前人類還遠遠無法實現這樣的技術。

該技術本質上就是核聚變，只是聚變的材料使用重元素，嚴格地說是小於鐵（不包含鐵）的元素髮生聚變；相對論質能方程告訴我們，質量和能量是統一的。

原子由中子和質子組成，兩者統稱為核子，一種原子的平均核子質量，表示該原子中儲存的能量多少，也可以用比結合能（平均結合能）來表示：

原子的比結合能越大，要把該原子的核子分開需要的能量也越多，說明該原子的平均核子質量越小；氫元素的平均核子質量最高，比結合能最小，所以氫元素髮生聚變的條件是最低的，這也是氫彈中採用氘核與氚核作為聚變材料的原因。

鐵元素的平均核子質量最小，所以比鐵小的原子，聚變時基本上都是放出能量；高於鐵的原子，聚變會吸收能量。

對於大質量的恆星，內部核聚變與溫度有關，元素從氫元素開始發生聚變，直到鐵元素停止；恆星中高於鐵元素的重元素，只能在超新星爆發時形成。

我們太陽內部溫度1500萬度，主要進行著氫元素的聚變過程；《流浪地球》中的重元素聚變，就是採用氫到鐵間的元素髮生聚變，釋放大量能量，只要條件足夠，完全是行得通的。

地殼的元素含量前十位分別是：氧、硅、鋁、鐵、鈣、鈉、鉀、鎂、氫、碳；其中除鐵外，均可以作為重元素聚變的原材料，只要把聚變溫度控制在鐵元素聚變溫度以下，就可以像《流浪地球》中那樣“燒石頭”來產生能量。

目前人類利用託卡馬克裝置，能實現氫元素的可控核聚變反應，但是還無法實現商用，相比重元素聚變技術，還差很遠。

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雖然很多人說科幻電影當中的技術就是現實世界中未來幾十年的技術引導，比如空氣觸控屏、飛行揹包、通用翻譯器當年只存在於科幻電影當中，而現在人類卻可以真實的發明出來，只不過用石頭做燃料，不是短時間之內就可以實現的。

理論上地球上的任何資源都有產生能量裂變的可能性，比如天然氣，石油，煤炭等較為常見的能源，但其實石頭也可以產生能量裂變，只不過這種能量裂變要建立在特定的條件之下，並不能像天然氣石油等這種直接利用。石頭的種類雖然有很多，但組成成分基本都包含碳酸鈣、氫氧化鈣、硅酸鹽、二氧化硅等元素，而這些元素都是地球上較為常見的元素，在特定條件之下絕對有當做燃料的可能。

而為什麼說短時間之內根本無法實現呢，主要是因為上面所說的特定條件限制太高，石頭不會像煤炭一樣直接燃燒，利用的過程肯定是採用核裂變、核聚變的方式。但人類當前所掌握的核能技術當中，重元素核裂變主要是鈾元素，輕元素的核聚變主要是氘、氚、鋰等，當前核聚變的元素基本幾百萬度就可以實現，而石頭當中的元素想要聚變，要達到幾十億度，相差幾百倍。

另外不管利用什麼材料作為核能燃料，都需要在特定的裝置容器下進行，人類當前還沒有開發出任何裝備材料，能抗衡幾十億度的高溫。而之所以在流浪地球當中出現了利用石頭作為推進燃料的畫面，是因為當時推動整個地球的能量十分巨大，地球上所有的輕質元素全都利用完畢以後，也無法推進地球到達目的地，所以才選擇利用石頭，但實際上距離實現這種技術還非常遙遠。

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現實中和“燒石頭”沾邊的技術就是煤矸石的回收利用。煤矸石是煤炭中混雜的雜質較多的石頭塊，儘管含煤量很低，但卻仍然可以燃燒利用，可用於發電、造紙。

流浪地球中設定的人類已經掌握了重核聚變技術，所謂的重核聚變大概就是原子序數排在氫之後的元素原子，它們含有更多的中子質子，核之間的庫倫斥力更強，要想使它們發生核聚變，就得使那些元素核有更強烈的熱運動，反映在反應條件上就是更高溫度更強壓力。太陽內部的核聚變在太陽演化後期也會開始氦的聚變，生成更重的碳、氧元素核。太陽的質量比較小，內部壓力達不到碳、氧聚變的條件，最終將演變為只剩碳氧核心的白矮星。

而對宇宙中質量在太陽數倍的恆星的研究發現，它們可以啟動碳和氧的聚變，生成更重元素，直到聚變產生鐵，鐵的生成就是恆星滅亡的開始。由於鐵不能聚變，或者說聚變需要的能量太多，會導致恆星引力不平衡，恆星發生超新星爆發。流浪地球中把石頭當燃料是利用的重核聚變技術，地球岩石更多的是硅酸鹽、碳酸鹽等固體，擁有大量原子序數在鐵之前的元素，理論上是可以在一定條件下發生核聚變的，只是對於目前的人類來說，這樣的技術還是不能實現的。不過利用中子轟擊已有元素的元素核，確實可以產生在宇宙中都不存在或者說非常稀有的元素。

燒石頭其實就是核聚變，利用石頭中的原子序數超過氫的元素核。大體過程可能與目前人類探索的氫可控核聚變類似，只是反應條件更加苛刻，還是一項不現實的技術。

來看世界呀

現在還沒有這技術，但這種技術確實有一定的科學依據，甚至可以說將來一定會實現的，只不過是一個時間問題。而實現的方法，就是相對而言比較重的元素髮生的核聚變。

首先，我們來分析一下石頭是個什麼成分:石頭主要是硅酸鹽、二氧化硅等，這幾乎構成了絕大部分石頭。包括地球上物質的丰度，排在前兩位的仍然是氧和硅。那這些元素能不能"燃燒"呢？能。

在恆星的演化歷程中，有一個現象，那就是所有大質量的恆星，聚變的最終結果都是生成鐵元素。一旦鐵元素生成，這顆恆星就必將毀滅。換言之，比鐵重的元素是無法在正常的恆星中形成的。這是為什麼呢？因為較輕的元素可以發生核聚變釋放出能量，但這個聚變的極限就在鐵。也就是鐵元素之前的聚變是放熱的，但鐵元素聚變就開始吸熱了。