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太阳每分每秒都在核聚变,为何它能一直燃烧不会爆炸呢?-世界消息

2023-07-03 21:23:52    出处:个人图书馆-阳春雪竹轩

在太阳内部每时每刻都在发生着氢元素的核聚变反应,也就是四个氢原子聚变成一个氦原子的反应,每秒钟约有6吨氢通过核聚变反应,既然太阳的能量来源方式和氢弹爆炸有相似的地方,那为什么太阳不会爆炸呢?

氢弹爆炸的原理就是核聚变,随着科技的逐渐发展,太阳1秒内释放的能量相当于20亿颗人类威力最大的武器氢弹。


【资料图】

核动力航母的也是依靠核裂变反应提供能源,与原子弹的原理相同,那么为什么核动力航母没有爆炸呢?因为,核动力航母的核反应是被限制在某一区域并不会造成连锁的反应。

太阳也是相同的道理,从物质构成来说,虽然太阳看起来整个都在燃烧,表面的“火焰”与核聚变也有相同之处,但是,太阳之所以在一直燃烧,并不是整个太阳都发生了核聚变,太阳的核聚变是被“限制住”的。

在整个太阳中,虽然都是由氢和氦构成,可核聚变只发生在了高温高密度的核心区域。我们能够看到的太阳表面:光球、色球、日冕区域是不会发生核聚变的。

因为核聚变产生的必要条件有两个:极高的温度,极高的压力。

太阳光球和色球层的温度太低,根本不可能达到产生核聚变的问题;日冕温度虽然高,但是过于稀薄,更不可能产生足够的氢核聚变。太阳核心核聚变,也不是连锁发生的,而是——断断续续的极小部分物质在聚变。1920年的时候,亚瑟·爱丁顿发表了一篇论文,提出了太阳的能量可能来源于它内部的核聚变,可是问题也产生了。

核聚变的反应条件十分的苛刻,太阳核心的温度“只有”一千多万度,相比较氢弹或者实验的核聚变装置带来的上亿度反应温度,是不能带动核聚变反应燃料的氢核。

这也导致太阳核心内部的反应速率极低,太阳反应的总功率约为:3.87X10^26瓦,看起来很大,与此同时,太阳的质量也是过于巨大的。

如果把太阳的功率和质量换算到人体上,相当于70kg的人产生了0.014瓦的产热功率,而正常人的产热功率已经达到了几十瓦到上百瓦,也就是说,太阳整体的发热功率实际上比人体还低。与此同时,太阳的核聚变反应被引力及太阳的结构完全地限制在了内部,无法完全连锁到外层。如核心核聚变产生的光子,需要上百万年才能到达太阳的表面,光子从核心到达表面需要经过辐射层和对流层。在辐射区,光子会被不断地吸收和重新辐射;在对流层,光子的会被不断扰动、碰撞,需要花费很长时间才能到达外层。

可太阳表面看起来还是在燃烧的,不是核聚变那是什么呢?

答案是——等离子气体。

太阳虽然核聚变的效率较低,由于其庞大的质量,其本身的核聚变产生的总量还是较大的。

当释放到外表时,温度从千万摄氏度下降到几千摄氏度,虽然降低了近万倍,可是上千度的高温还是让围绕在外层的氢气体产生了电离效应变为了——“等离子态”。

在太阳表面被电离的气体中,发出了可见光,形成了太阳表面我们肉眼看到的“火焰”。

在太阳慢速率的核聚变过程中,终究有一天也是会把太阳的物质“反应”完的——微小的火焰,只要不熄灭,总是能够烧尽一片森林。

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