03.06 正、反物質湮滅釋放能量大還是核聚變的大,為什麼?

世間萬相歸於空寂


如今我們人類的技術能夠實施的最大的能量釋放方式就是核聚變了,至於它能釋放出多大的能量?看看氫彈的威力就知道了,目前還沒有任何炸彈能與氫彈的爆炸威力相比,我們也可以再抬頭看一看我們頭頂的太陽,它也是以核聚變的方式在向外釋放能量,每秒鐘就有80多億顆廣島原子彈的爆炸能量釋放出來。



然而核聚變釋放的能量與正反物質的湮滅比起來又差太多了,氫核聚變過程中會有7‰的質量轉化成能量,但是正反物質的湮滅卻是百分之百的質量轉化成能量,效率相當於氫核聚變的140倍還多。


在物質世界中,其實幾乎任何形式的化學和物理反應都伴隨著質量的增加或消失,只是我們平時所接觸到的事物中它們的變化極其微小,基本都可以忽略不計,即便是氫核聚變這樣猛烈的能量釋放也只有7‰左右的質量損失,而以鈾或鈈元素製造原子彈的核裂變能量釋放形式損失的質量大約為萬分之九,所以其他方面的物理化學反應的質量損失都可以忽略不計了,然而正反物質的湮滅卻絕不可以忽略不計,因為它們一旦相遇,所有的質量就會全部消失,完全變成能量釋放出去。如果你各有一塊正反物質物體,那麼當你把它們放到一起的時候,這兩塊東西就會像變戲法一樣消失掉,而同時伴隨的是巨大的能量釋放。


所以在已知的能量釋放形式中,正反物質的湮滅無疑是能效最高的,因此,很多科學家也在致力於這方面的研究,比如軍事方面的反物質炸彈,它將會成為比同質量的氫彈效率提升一百多倍的恐怖武器,真心希望這種武器永遠不被使用,而如果將來科學家們能夠將這種形式的能量釋放應用到社會生產上,比如用來發電等,那將是比可控核聚變效率高得多的發電方式了;而反物質發動機則被認為是發動機技術的頂峰,它的強大推力和速度是極為驚人的。


總之,正反物質的湮滅這是已知最強的能量釋放形式,人類對它的研究要持謹慎態度,期待未來的人類能夠只在社會生產方面和平利用它。


科普大世界


答:正反物質湮滅釋放的能量更大,這個是毋庸置疑的!


正反物質湮滅,是目前人類所知的,質能轉化效率最高的方式,而且是質量100%轉化為能量。



與核反應對比就知道:

(1)原子彈的裂變反應中,質量虧損效率約0.09%;

(2)氫彈的聚變反應中,質量虧損效率約0.7%;

也就是說,同等質量的反應材料下,如果正反物質湮滅釋放的能量為100,那麼原子彈是0.09,氫彈是0.7!


如此看來,正反物質湮滅釋放的能量,遠遠超過了核聚變和核裂變,相差了好幾個數量級呢!

其中原因在於,正反物質的湮滅,會100%地把質量轉化為能量;但是在核反應中,只有很小的一部分質量虧損,不過這一小部分質量的虧損,已經可以釋放出巨大的能量。



比如:

廣島原子彈,相當於2萬噸TNT當量,也就是8.38*10^13J,根據愛因斯坦的質能方程,可知廣島原子彈虧損的質量Δm:

Δm=E/c^2≈0.931克;

你沒看錯,一顆廣島原子彈可以毀滅一座城市,但是真正虧損的質量不到一克!

如果換成正反物質武器,只需正反物質各0.5克,其殺傷力就超過了一顆廣島原子彈的威力!




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艾伯史密斯


正、反物質湮滅釋放能量大還是核聚變的大?

毋庸置疑,肯定是反物質湮滅釋放的能量比較大,計算過程非常簡單

能量=質量×光速的平方

核聚變時,氫燃料聚變後質量約丟失0.7%

正反物質湮滅時,質量100%丟失

意思就是聚變時只有0.7%的質量轉換成能量,而正反物質湮滅時質量與能量效率轉換是100%,想必後面的狀況就不用解釋了,明顯是正反物質湮滅的能量比較大。

100%的能量釋放讓科學家在這個反物質研究上興趣極大

反物質火箭是想象中未來理想的火箭驅動方式,當然它無法突破狹義相對論框定的光速,差別是燃料的裝載比例可以比核聚變低很多,比較麻煩的時反物質無法用任何容器裝載而且極難生產。


星辰大海路上的種花家


當然是正反物質湮滅釋放的能量大的多。核反應前後的質量改變相對於反應物只是少了一個零頭。而湮滅可是全都變成能量。

比如核聚變,反應前可能是氘氚,這時可以看做有倆質子仨中子。反應完成的質子和中子其實數量沒少,氦核倆中子倆質子,還有一個跑出去的中子。可以查查元素表他們的原子量,要精確到後邊多幾位就發現變少了,少的這部分就轉化為了能量。也就是說少的這部分質量,相對於原來也只是個零頭。


湮滅,就是正反物質相遇,全部轉化為能量。反物質是在實驗室裡發現的,最初是在上世紀30年代,人們發現了正電子。後來在50年代,人們發現了反質子和反中子。

有些小夥伴對反物質有一些誤解,認為反物質就是電荷相反,例如電子和正電子,質子和反質子。單手中子沒電荷,也有反中子。所以這裡說的相反,不僅僅是電荷,而是全部性質都相反。

湮滅釋放的能量遵循E=mc²,也就是等於物質質量乘以光速的平方。並不是一點反物質就能毀滅地球的,要不然實驗室裡的反物質是怎麼來的。一毫克物質和反物質湮滅釋放的能量是1.8X10^11焦耳,大概43噸TNT當量。一噸正反物質湮滅釋放能量相當於430億噸TNT當量。轟掉地球渣都不剩,需要1.6X10^11噸,也就是大概1600億噸反物質。(這都給算,我也是夠閒的)


反物質在我們的地球上很難長時間大量存在,因為一出現就和正物質湮滅了。以後有技術的話,沒準可以拿來當新的能源用。


蛋科夫斯基


反物質湮滅所釋放的能量比核聚變大多了,一個是全部釋放,一個是極小部分釋放,釋放出的能量大小當然就完全不一樣了。

反物質湮滅時是物質全部徹底的能量釋放,而且是一對一的能量釋放,這又增加了一倍,即1克反物質與1克正物質結合可以釋放2克物質的全部能量。而核聚變只有約千分之七的物質轉化為能量。以氫核聚變為例,核聚變的能量轉換隻有反物質湮滅時釋放能量的千分之三點五。反物質湮滅產生的能量是核聚變的285.7倍。

根據愛因斯坦的質能方程,E=MC^2,我們可以來簡單計算一下。

1克反物質與1克正物質碰撞湮滅時釋放的能量為:

Δm=2g

≈2×0.001Kg×(3×100000000m/s)^2=180000000000KJ

而1克氫發生的核聚變能量為:

1克的氫只有0.007克物質可以轉化成能量,因此Δm=0.007g

≈0.007×0.001Kg×(3×100000000m/s)^2=630000000KJ

從以上的計算可以看出,不管是核聚變還是反物質能量的釋放都是驚人的,尤其反物質更驚人,1克的反物質湮滅所釋放的能量就相當於世界上最大水電站24小時發電量,或相當4萬多噸炸藥爆炸的當量。

現在,人類製造了氫彈,實現了核聚變能量的激發,但這不是可控的,很難為人類正常使用。

人類對於核聚變的可控性和反物質的可控性都還在摸索中,最主要的技術難點是“容器”,就是用什麼來裝這些物質,使其在“容器”裡緩慢的釋放。比如核聚變需要在極高溫度下進行,有什麼物質能夠耐受上億度的高溫呢?而反物質一旦與我們正常物質接觸,馬上就會湮滅,用什麼物質來盛裝這些反物質呢?

這些“容器”都不是我們所認識的常規容器,而是一些“約束場”。

如核聚變通常採用的是磁約束、重力場約束、慣性約束等。反物質就更難了,有一種技術的原理是電磁場通過令暗物質遠離所謂“彭寧離子阱”(Penning trap)的內壁,可以在裡面儲存反物質。目前核聚變和反物質的研究都有較大進展,維持和保存的時間越來越長,但迄今為止並沒有得到完美的結論。

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時空通訊


當然是正反物質湮滅的能量大啊,因為它的質能轉化率是百分之百

愛因斯坦的質能方程揭露了質量和能量關係,就是說物質的所具有的質量和物質的能量是互相聯繫的,如果物質斷質量有了損失,那麼肯定會有相應的能量被釋放出來,反之亦然。但是這種質能轉化率是根據物質的不同種類來決定的,舉個例子:

我們小時候煤球燒完之後的煤渣的質量和原來煤球的質量是有差別的,但是這種差別即是用最先進的測量儀器也是測不出來的。

核武器的核材料在爆炸之後會產生明顯的質量虧損,大約有千分之幾的質量被完全變成了能量。

而依據核聚變原理製造的氫彈甚至可以把百分之幾的質量完全變為能量釋放出去。千萬不要小看這百分之幾的轉化率,就是這百分之幾讓氫彈擁有了毀天滅地的巨大威力。

但是上面的一切都比不上正反物質湮滅,連給反物質提鞋都不配

正反物質湮滅的時候,質能轉化率是百分之百!相比之下氫彈只有百分之幾,這樣以來誰的威力大就一目瞭然了。



事實上只要幾克反物質,爆炸威力就可以和幾萬噸的核彈相比,所以反物質也是最有希望毀滅地球的武器之一,所幸我們人類目前還無法大量的製造反物質,只能在加速器裡製造若干原子級別的反物質供科學家們研究,而且還非常非常昂貴。

總之,正反物質湮滅的能量比核聚變的能量要大的多得多


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宇宙觀察記錄


如果電子是正物質,那麼金屬態氫離子就是反物質。

光速流動的物質切割磁力線產生金屬態氫離子和電子。

核聚變(爆炸——金屬態氫離子聚合反應第一次產生磁場和電波)產生光速流動的物質,光速流動的物質又轉化為能量——金屬態氫離子;金屬態氫離子聚合形成新物質時再次產生爆炸,形成電磁波(第二次產生 磁場和電波)。

金屬態氫離子和電子撞擊形成新物質,就是正物質與反物質的湮滅——產生新物質。當新物質以光速流動時產生的能量就是核聚變的能量;當新物質小於光速運動時,能量就比核聚變小多了。








金童希瑞


(話題:正、反物質湮滅釋放能量大還是核聚變的大,為什麼?)

簡單來說:在反應物質數量一樣及外在因素相同的情況下。

“正反物質湮滅”釋放出的能量絕對大於“核聚變”釋放出的能量。

正反物質湮滅現象,實際上就是物質結構完全崩潰,約束力消失,造成的物質奔散、逃離現象!也是在對應環境中物質元素最為徹底分解成基本單位物質的一種方式。(對應環境情況下的最小單位物質)

而“核聚變”反應現象,實際上只是因為受到強大外力衝擊導致的物質元素結構不穩定,造成的裂口,產生的部分“熱光物質”洩漏,表現出來的現象。

這就好比是:使用相同大小的容器來灌裝“火藥”,“正反物質湮滅”就是其內部全部火藥燃燒,爆發出來的現象;而“核聚變”只是內部部分火藥燃燒產生出來的效果!【也可以理解為“正反物質湮滅”就是將一個物體放入一個很大的真空容器中,在約束力消失的情況下,出現的物體分解、爆裂、粉碎,產生出來的力量現象;“核聚變”則是通過外物高速衝擊物體,造成貫穿、部分物質丟失的現象,產生出來的力!】

也就是說在某一條件下,“核聚變”達到最佳狀態,才能做到“正反物質湮滅”那樣的效果,產生出來相對接近“湮滅現象”爆發出來的力量。換句話說,“核聚變永遠不可能產生與正反物質湮滅產生出來的能量”——因為在達到對應條件時外壓增大,導致產生出來的爆發力也會相互抵消大部分。

……

2018、6、22


自然科學理論研究者


原創思想,根據愛氏的E=MC2,物質反物質相互碰撞湮滅,質量變為能量,恕本民科直言,這是主流物理犯下的最大錯誤,沒有之一!本民科認為,物質粒子與反物質粒子結構完全相同,但旋轉方向絕然相反,二者相互湮滅的原因是其旋轉方向相反的光子迎頭碰撞,以二倍的能量掙脫了質量點的束縛而逃離,最終還會留下質量極其巨大的質量點,這將可以用本民科設計的物理實驗加以驗證。所以物質,反物質湮滅絕不是質量變為了能量,而是釋放出γ光子後,留下了巨大質量的質量點!主流物理的錯誤理論,需要正本清源了!


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