2020-03-06 03:27:32 佚名

carbus

现实中根本没有这项技术，目前实现的核反应只有两种：

一、氢核聚变

利用氢原子的同位素氘、氚聚变为氦，实现核能的释放。到现在为止人类也仅仅掌握了氢元素的聚变技术，而原子序数大于氢的氦、锂、铍、硼、碳、氮、氧、氟等元素的聚变，人类根本就没有掌握。另外值得注意的是，核聚变到铁元素开始，就不会释放能量了，反而会吸收能量。所以说流浪地球里面的行星发动机虽然利用了重核聚变技术，但它也仅仅只能够利用铁元素以下的资源进行核燃烧。

二、重核裂变

重核裂变是人类掌握的第二种核能获取手段，该核反应一般是利用铀235进行裂变获取能量。当然了，除了铀235外，还有很多元素也可以进行核裂变。只不过由于这些元素要么稀少、要么半衰期太短而无法稳定输出，所以很少用。

流浪地球只是一个科幻电影，所以里面的一些技术是完全超前的，现在的我们根本无法掌握。不过随着科学的发展，人类终有一天会一一实现这些不可思议的技术。

科学探秘频道

看到《流浪地球》说用石头做燃料，那么在现实中真的有这项技术吗？

也只有用石头做燃料了，假如用氢元素核聚变的话，地球上的水烧干都还没泊入比邻星的轨道，因为烧掉的氢元素总量超过了地球上所有水中提取的来的氢元素，甚至只能满足2/3的燃料！

这就是行星发动机的燃料，石头主要成分是硅酸盐、二氧化硅等，其中构成是氧元素和硅元素，那么在元素聚变序列中分别在哪个层次呢？

当然最先燃烧的氢原子核聚变成氘，然后是氘与氢聚变成氦3，再是两个氦3聚变成氦4，然后是碳、氧等一路下来，当然这是大质量恒星中所能达到程度，比如8-10倍太阳质量以上的恒星，一直能烧到铁元素，稳定了，再也无法燃烧，但此时却是灾难来临！因为失去辐射压的外壳直接坍缩到内核，接近光速的撞击爆发出宇宙最为耀眼的能量释放，这就是超新星爆发！当然话题扯远了，人来当前正在攻关的核聚变是氚氘核聚变，这个条件稍低，差不多就是上亿度左右！

无论是托卡马克还是仿星器都没有实现商业化，原因有几个，但主要是温度不够，约束时间不够长！而氚氘是最容易实现核聚变的条件，但现在依然在胜利的前夜，似乎即将倒下正在摇摇欲坠中！但我们还是有必胜的决心！

连最容易实现的氚氘聚变都还没有彻底成功，那么重元素聚变的条件就更难实现了，因为越往后的条件越苛刻，到了硅元素聚变的时代，温度达到了极为变态的30亿度，我们现在能实现的温度不过就上亿度，30亿度也就多个零乘以3而已嘛，但这是工程应用，不是数学公式，需要基础科技突破，需要应用科学突破，需要工程技术突破......谈何容易！

这是行星发动机设计图，哪位想要收藏了吧，去复制一台！当然这是渲染前的草图，仅仅是徒有其表，“火石”就从底部进入行星发动机，这就是关键中的关键，也许火石中就是多层从外层轻元素到内核重元素的多层结构，一层层聚变进入内核达到行星发动机聚变硅元素的条件，因此行星发动机和火石配合下才达到燃烧“石头”的要求！

外部支撑结构图，设计图哦.......

假如火石不是这种功能的话，至少笔者也许难以想象出第二种功能，当然各位可以补充下！不过能达到烧石头条件的发动机真是完美，小行星带随便挑挑拣拣就能带上足够的燃料了，如果是“飞船派”的话，这条件还真低，到柯伊伯带还带一批，直接到比邻星系尘埃带再补充一次燃料，直接前往？算了到比邻星系就差不多了，不折腾去更远的地方了哈.........

星辰大海路上的种花家

石头做燃料属于重元素核聚变，目前人类只达到使氢进行核聚变的技术，而且还不是长时间可控的。也就是很短时间就会熄灭。至于未来能不能实现，理论上能，但要用来作为发动机燃料就不怎么可能了。。。。

重元素核聚变的难点在于温度，我们无法提供像太阳内部那样的巨大压力，只能以温度来补救了，而由于重元素含有比氢元素多n倍的质子数，而质子带有正电荷，因此即使在等离子态下，重元素的原子核也有着n倍于氢原子核的电磁斥力，导致两个原子核无法互相靠近融合。因此要使两个带正电的原子核互相靠近就只能通过高温和高压。

图中是几种常见元素的核聚变所需温度，石头里面的常见元素都要10亿度以上高温才能点燃核聚变，我们当然不怀疑以后人类能制造如此的高温，但问题是我们拿什么容器来让它反应，也就是电影中那些重元素核聚变离子发动机用什么材料才造呢？？？？？？已知的所有物质都无法在10亿度高温下保持固态甚至液态，那未来人类能拿什么材料来造那发动机？

想象力没有极限，但物理有极限。作为科幻电影，我认为《流浪地球》属于硬科幻，但科幻毕竟是科幻，不是科学，它不需要像科学一样严谨，《流浪地球》脑洞很大，充满想象力，很多构思都有科学原理，如果要在数据数值上挑刺，那就是科学科幻不分了。

星宇飘零2099

想必在大家的认知里石头这东西是完全不能烧的，石头跟聚变技术甚至是八竿子打不着的。但这个绝对是错误的，首先我们要先知道石头主要成分是硅酸盐、二氧化硅等，其中构成是氧元素和硅元素，而硅是可以继续聚变下去的，那就是硅聚变成铁，而铁元素作为最稳定的元素就已经是到达了聚变的终点（再想进行聚变就需要超新星爆发进行聚变了，这太扯了）包括我们的母恒星太阳这样的庞然大物最后生命的终点也是聚变成一个铁元素球，随后发生爆炸

其实聚变的行程非常简单。只需要有足够的温度及足够的压力就可以进行最终的硅聚变（如上图），但是这其中所需要的科技水平是我们难以想象的。如图所示，O燃烧包括硅、硫、氩、钙等元素需要惊人的20亿度的温度及超强压力进行最终聚变。而以我们人类目前的科技水平别提20亿超强高温，就连1/20的温度1亿度都非常勉强能做到。（目前人类已知太阳的核心温度仅2000万摄氏度）可以想象这其中蕴含的能量有多么的恐怖。至少在目前人类100年以是根本没有办法去对硅进行聚变

既然我们已经知道了聚变的基本原理，那么我们就来看一看火石到底是个什么鬼。说白了火石就是一个制造出硅元素重聚变条件的一个东西，它可以产生出超高温和超高压。宇宙中的氢聚变是利用其恒星自身的超强压力和高温所完成的，而我们人类发展至今已经完全掌握了氢的聚变，比如氢弹…我们引爆氢弹实际上就是在创造一个超高压超高温的一个聚变环境，而如果想进行硅元素重聚变，那么氢弹就是我们唯一的选择，在氢弹内部放上一颗小型原子弹用于引爆氢弹。利用火石的超高温不断对着石头进行聚变（重聚变行星发动机喷出来的并不是火，而是铁元素）

以我们目前的科技水平来看，硅元素的重聚变对于我们来说还是极其遥远的，也不敢去想。理论上并不需要什么特殊的技术，但是这其中的科技水平对于我们人类来说实在是太过于遥远……

领航员East

答：《流浪地球》中的烧石头，叫做“重元素聚变”，理论上是可行的，只是目前人类还远远无法实现这样的技术。

该技术本质上就是核聚变，只是聚变的材料使用重元素，严格地说是小于铁（不包含铁）的元素发生聚变；相对论质能方程告诉我们，质量和能量是统一的。

原子由中子和质子组成，两者统称为核子，一种原子的平均核子质量，表示该原子中储存的能量多少，也可以用比结合能（平均结合能）来表示：

原子的比结合能越大，要把该原子的核子分开需要的能量也越多，说明该原子的平均核子质量越小；氢元素的平均核子质量最高，比结合能最小，所以氢元素发生聚变的条件是最低的，这也是氢弹中采用氘核与氚核作为聚变材料的原因。

铁元素的平均核子质量最小，所以比铁小的原子，聚变时基本上都是放出能量；高于铁的原子，聚变会吸收能量。

对于大质量的恒星，内部核聚变与温度有关，元素从氢元素开始发生聚变，直到铁元素停止；恒星中高于铁元素的重元素，只能在超新星爆发时形成。

我们太阳内部温度1500万度，主要进行着氢元素的聚变过程；《流浪地球》中的重元素聚变，就是采用氢到铁间的元素发生聚变，释放大量能量，只要条件足够，完全是行得通的。

地壳的元素含量前十位分别是：氧、硅、铝、铁、钙、钠、钾、镁、氢、碳；其中除铁外，均可以作为重元素聚变的原材料，只要把聚变温度控制在铁元素聚变温度以下，就可以像《流浪地球》中那样“烧石头”来产生能量。

目前人类利用托卡马克装置，能实现氢元素的可控核聚变反应，但是还无法实现商用，相比重元素聚变技术，还差很远。

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虽然很多人说科幻电影当中的技术就是现实世界中未来几十年的技术引导，比如空气触控屏、飞行背包、通用翻译器当年只存在于科幻电影当中，而现在人类却可以真实的发明出来，只不过用石头做燃料，不是短时间之内就可以实现的。

理论上地球上的任何资源都有产生能量裂变的可能性，比如天然气，石油，煤炭等较为常见的能源，但其实石头也可以产生能量裂变，只不过这种能量裂变要建立在特定的条件之下，并不能像天然气石油等这种直接利用。石头的种类虽然有很多，但组成成分基本都包含碳酸钙、氢氧化钙、硅酸盐、二氧化硅等元素，而这些元素都是地球上较为常见的元素，在特定条件之下绝对有当做燃料的可能。

而为什么说短时间之内根本无法实现呢，主要是因为上面所说的特定条件限制太高，石头不会像煤炭一样直接燃烧，利用的过程肯定是采用核裂变、核聚变的方式。但人类当前所掌握的核能技术当中，重元素核裂变主要是铀元素，轻元素的核聚变主要是氘、氚、锂等，当前核聚变的元素基本几百万度就可以实现，而石头当中的元素想要聚变，要达到几十亿度，相差几百倍。

另外不管利用什么材料作为核能燃料，都需要在特定的装置容器下进行，人类当前还没有开发出任何装备材料，能抗衡几十亿度的高温。而之所以在流浪地球当中出现了利用石头作为推进燃料的画面，是因为当时推动整个地球的能量十分巨大，地球上所有的轻质元素全都利用完毕以后，也无法推进地球到达目的地，所以才选择利用石头，但实际上距离实现这种技术还非常遥远。

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现实中和“烧石头”沾边的技术就是煤矸石的回收利用。煤矸石是煤炭中混杂的杂质较多的石头块，尽管含煤量很低，但却仍然可以燃烧利用，可用于发电、造纸。

流浪地球中设定的人类已经掌握了重核聚变技术，所谓的重核聚变大概就是原子序数排在氢之后的元素原子，它们含有更多的中子质子，核之间的库伦斥力更强，要想使它们发生核聚变，就得使那些元素核有更强烈的热运动，反映在反应条件上就是更高温度更强压力。太阳内部的核聚变在太阳演化后期也会开始氦的聚变，生成更重的碳、氧元素核。太阳的质量比较小，内部压力达不到碳、氧聚变的条件，最终将演变为只剩碳氧核心的白矮星。

而对宇宙中质量在太阳数倍的恒星的研究发现，它们可以启动碳和氧的聚变，生成更重元素，直到聚变产生铁，铁的生成就是恒星灭亡的开始。由于铁不能聚变，或者说聚变需要的能量太多，会导致恒星引力不平衡，恒星发生超新星爆发。流浪地球中把石头当燃料是利用的重核聚变技术，地球岩石更多的是硅酸盐、碳酸盐等固体，拥有大量原子序数在铁之前的元素，理论上是可以在一定条件下发生核聚变的，只是对于目前的人类来说，这样的技术还是不能实现的。不过利用中子轰击已有元素的元素核，确实可以产生在宇宙中都不存在或者说非常稀有的元素。

烧石头其实就是核聚变，利用石头中的原子序数超过氢的元素核。大体过程可能与目前人类探索的氢可控核聚变类似，只是反应条件更加苛刻，还是一项不现实的技术。

来看世界呀

现在还没有这技术，但这种技术确实有一定的科学依据，甚至可以说将来一定会实现的，只不过是一个时间问题。而实现的方法，就是相对而言比较重的元素发生的核聚变。

首先，我们来分析一下石头是个什么成分:石头主要是硅酸盐、二氧化硅等，这几乎构成了绝大部分石头。包括地球上物质的丰度，排在前两位的仍然是氧和硅。那这些元素能不能"燃烧"呢？能。

在恒星的演化历程中，有一个现象，那就是所有大质量的恒星，聚变的最终结果都是生成铁元素。一旦铁元素生成，这颗恒星就必将毁灭。换言之，比铁重的元素是无法在正常的恒星中形成的。这是为什么呢？因为较轻的元素可以发生核聚变释放出能量，但这个聚变的极限就在铁。也就是铁元素之前的聚变是放热的，但铁元素聚变就开始吸热了。