任何物质都有可能会发生核聚变吗?为什么?

未来探索菌


只要给的压力够大,力量上任何物质都可以核聚变,核聚变的本质就是原子核的核融合。



我们常见的核聚变是氢原子核的核聚变,因为氢原子结构简单,核外只有一个电子,所以给于氢原子一定程度的压力,两个氢原子很容易“挤压掉”电子而实现核融合,变成氦。因为在核融合的过程中,核的质量产生亏损,所以氢核聚变会释放巨大能量。恒星的星核里面发生的就是氢核聚变,等氢聚变完了,巨大的压力会导致氦核聚变,进而是碳核。如果这颗恒星质量足够大,其引力足以让核聚变维持到生成铁元素。从铁元素开始,原子核如果再聚变就不会是释放能量了,而是需要吸收能量。因为让铁原子“挤掉”外层电子促使两个核融合,需要的能量要远远大于两个核融合时质量亏损释放的能量。

所以说,铁以上的元素聚变必须要额外供能,而且需要供给巨大的能量。这种能量需求随着原子序数的增加而增加,外层电



子越多,原子核越大,需要越多的能量才能产生核聚变。而且即便核聚变了,生成的质量更大的新原子核也不稳定,会倾向于再次分裂成两个小质量的原子核(裂变)。比如砹213,它的原子核中核子数太多,十分不稳定,所以更倾向于核裂变。其半衰期仅为125纳秒(0.000000125秒)。



所以,虽然任何物质都可以核聚变,但是超过铁元素以上的核聚变基本没有什么意义。


科学探秘频道


理论上是这样的!但是有些元素的聚变会和我们想象中的聚变大不一样。

核聚变的本质

其实核聚变简单来讲就是自由的核子,拼成一个原子核。大家都知道的是氢可以发生核聚变,并且在聚变过程中释放大量能量,因此核聚变很受关注。


为什么核聚变会放出能量呢?首先我们需要明白一个概念,那就是结合能:一个原子核拆成核子所需要的能量。

一个核反应所释放的能量等于末态核与初态核的结合能之差。而氢之所以能放出大量能量就是这个道理。

核聚变一定放出能量?

在我们的潜意识中认为核聚变都是释放能量的,其实不然。

我们都知道恒星中的核聚变到Fe为止,为什么会这样呢?这是因为Fe的比结合能(结合能除以核子数)非常大,因此这意味着拆开一个Fe核需要花更大的力气。因此假设铁核能够自发聚变,那么它也是个吸能反应。


这里的意思并不是说有能量铁就会吸收,而是要和在特定的环境下,例如恒星内部巨大的压力。

所以理论上确实所有物质都能核聚变但没必要。而且有些同学说重元素的生成,不一定要通过铁聚变产生,可以通过俘获一个核子去产生比铁更重的元素。

所以总结起来就是:

所有物质都可以核聚变,但没必要!


评论留下你的看法!


科学认识论


答:广义上的核聚变,指质量较小的原子,在一定条件下发生聚合作用,然后生成更重的原子;在理论上,只要比一个原子还存在更重的原子,那么就能发生聚合作用。


一般我们说的核聚变,主要指氘核与氚核生成氦核的过程;因为以目前人类的技术条件,只能大量实现氢元素聚变为氦元素的过程,比如氢弹就是这样的。

任何一种元素的原子核,都由中子和质子组成,元素之间的差异(包括同位素),本质上就是中子数量和质子数量的不同组合。

各种元素的基本构成单位都相同,所以在理论上,我们可以利用任何元素,在一定条件,去制造另外一种元素,可以是聚变,也可以是裂变,只不过所需条件有难有易而已。


在物理学上,用“比结合能”表示每种元素中,核子(质子和中子)被分离的难易程度,比结合能越高,就越难把其中的核子分离出来:


图中可以看出,Fe-56的比结合能是最高的,说明铁元素是所有原子中最稳定的;比铁轻的元素聚变,以及比铁重的元素裂变,大体上都会释放能量。


原子核通过强力把中子和质子聚合在一起,当中子和质子数量足够多时,接近了强力的作用范围边界,原子核反而变得不稳定,这也是重元素更容易实现核裂变的原因,同时因为质量亏损将释放大量能量。

轻元素的核聚变反应,需要极高压力和温度,反应条件也各不相同,比如下图表中,就是大质量恒星内部,核聚变进行的温度条件:



当恒星聚变到铁元素时,恒星反应就停止了;要使铁元素继续聚合,则需要60亿~100亿度的温度,在恒星内部是达不到该反应条件的,只有在超新星或者中子星合并过程中,可以实现铁元素向重元素的聚合,而且聚合过程会吸收大量能量。


好啦!我的答案就到这里,喜欢我们答案的读者朋友,记得点击关注我们——艾伯史密斯!


艾伯史密斯


1、从核聚变的原理来讲,只要温度够高,约束够强,任何物质都能发生聚变。

2、以人类的水平,最多也就是氢的聚变了,所以有一种核武器叫氢弹。

3、质量为太阳10倍以上的恒星在衰亡期时由于引力塌缩,会在内部发生更重元素的聚变,直到全部生成铁元素时终止。 铁是一种极度稳定的元素,重于铁元素的物质发生核聚变需要吸收能量而不是释放。


一杯未尽离怀多少


只有金属态氢离子(高温等离子体)才会产生核聚变。

裂变的铀等元素是在获得金属态氢离子后产生了聚变,就是原子弹爆炸;原子弹爆炸产生的冲击波层流里“氘化锂”转化为金属态氢离子,产生链式反应,形成连续的聚合反应——爆炸(电磁波),就是氢弹。

所有的聚合反应都是光速流动的物质转化为金属态氢离子后产生的;金属态氢离子的“磁力矩”相互切割聚合形成新元素的同时伴生电磁波就是“热核反应”。











金童希瑞


理论上是可以的,聚变是原子核与原子核结合成新的原子,其聚变条件是超高温和超高压,氘氚氦3是比较常见的聚合物,其共同点是原子质量很小,然而这种小质量原子用于引爆的引信却是核裂变材料(原子弹),因此理论上可以,但要引起大质量原子聚变所需的超高温和超高压能否提供?事实上是很难的!

以恒星为例,恒星是不断在进行核聚变的,能量也是超级大,恒星晚期变为红巨星,红巨星内核是什么元素?还是氦3,炭和更重的元素。所以估计在人类科技发展的历史长河中,人类所能操纵的能量等级要达到恒星等级需要的时间实在不可估计,所以人类很难看到大质量原子核的聚变吧?!


枫中岚影27572888


质量数大于铁的,也就是26号元素以后的元素是不能够发生聚变反应的。


山野村夫64430783


绝大多数元素都可以。但较重元素聚变只有超新星能做到。


西德尼虫


都可以,只是不一样的物质,要求的条件不一样,有的容易,有的难。


陌上桑48272331


只要有足够压力和温度两种条件得到满足,它们之间又是联系了,任何物质都可以核聚变。


分享到:


相關文章: