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太阳那么高强度燃烧为什么不会爆炸?
太阳,核聚变,氢弹太阳那么高强度燃烧为什么不会爆炸?
发布时间:2020-12-06加入收藏来源:互联网点击:
这要从氢弹说起,很多人都知道氢弹是核聚变。但实际上,氢弹并不是单纯的核聚变反应。这是因为要引爆氢弹是一件特别困难的事情,反应温度要达到1亿K(K:温度单位),所以纯粹核聚变很难点着。这就需要用到原子弹,先让原子弹爆掉,产生高温,以满足核聚变的条件,引爆氢弹。当然,现在氢弹是个汉堡包,有三层,引爆核聚变,在外面再加一层原子弹。但不管怎么说,引燃核聚变总归需要温度达到才行。
不符合核聚变条件的内核
所以,如果太阳内部要发生类似于氢弹那样剧烈的核聚变反应,这就得要求太阳核心的温度得达到1亿度。可事实上,太阳内核并没有那么热,温度是1500万K(K:温度单位),压强是250百万个大气压。远远达不到发生核聚变反应的条件。照理说,如果是这样,太阳根本点不着。
不过,我们可以进入微观世界,重新审视太阳核心。太阳内部其实并不属于三态中的任何一态,而是处于等离子态。
这种状态下,电子和原子核都在到处跑,实际上根本没有原子。
而核聚变说白了就是要让原子核,在太阳内部就是氢原子核(也就是质子)之间发生核聚变。但我们要知道的是质子可是带正电的,质子和质子之前同性相斥,也就是说阻拦它们的其实是库仑力。
所以,想要促使核反应进行其实很难,因为要克服的库仑力,理论上太阳内部的温度和压强是无法满足反应条件的。但是,这是微观世界,跟我们宏观世界根本不是一码事,它们常常不按套路出牌,这里就是这样,在微观世界中,存在一种叫做隧穿效应的东西。
说的直白点就是,在宏观世界,你要爬过一座山,就得翻过去,克服势能壁垒。但是,在微观世界中,就有一点的概率从山底下传过去。
也就是说,反应条件达不到也有一定的概率会实现。其实,不难理解,我们再回溯一下太阳内核各个粒子间的状态,其实就是跑来跑去。所以,有一定概率会出现质子撞上质子,然后发生反应,只是概率很低而已。
科学家估算过,太阳内部的一个质子和质子撞上发生反应大概平均要10亿年才能发生。但是,太阳很大,它的质量占据整个太阳系99.86%的质量。所以,内部的粒子特别特别多,叠加起来,这种低概率事件,也就不算很低概率了,也就能把太阳点着了。
但是,由于库伦斥力的存在,这就会让太阳不至于反应的特别快就像氢弹那样,相反会让太阳慢慢烧着,这其实也是太阳之所以可以持续释放能量的一个底层原因。
质子和质子发生反应之后,会生成氘核,但是这并不是完整的,后面还有3个解决,氘核和氘核还会生成氦-3核,氦-3核和氦-3核之间再发生生成氦-4。所以,太阳内部主要的核聚变机制是氢核核聚变最终生成氦-4的过程,这也被我们成为质子-质子反应链(其实还有一种叫做碳氮氧循环,只是它并不是太阳内部的主要机制。)
在这个反应中,其实只有第一步最难点着,一旦点着了,后面的也就简单了。
所以,让太阳不会一下子全炸了的主要原因就是质子和质子之间的库伦斥力,这只能依靠隧穿效应才能点燃,但是隧穿效应发生的概率极其低,这使得太阳只能循序渐进地进行反应,而不能一下子直接把整个内核的氢核聚变成氦-4。
回答于 2019-09-11 08:43:50
太阳是金属态氢离子的聚合——热核反应(爆炸)。
磁场里高速流动的物质转化为金属态氢离子,金属态氢离子聚合形成新元素的同时释放电磁波——能量。
链式反应的本质是冲击波层流金属态氢离子聚合的新元素反复裂解为金属态氢离子形成了连续的爆炸。
回答于 2019-09-11 08:43:50
谢邀!
太阳没有燃烧,它也不会爆炸。
燃烧的本质是氧化还原反映,助燃物是燃烧反应中的氧化剂。太阳内部进行剧烈的核聚变,高温使得气体发光。太阳由氢原子聚变为氦原子时,损失了一部分质量。按质能方程,这部分质量转化为太阳辐射的巨大能量。核聚变反应不等于化学反映。如果由化学反应、、丶使太阳燃烧,太阳几百万年就被烧光了。
至于爆炸,则取决于太阳的质量,而它质量不大。现在太阳引力与核聚变平衡。到了后期,它就会在引力作用下,变成白矮星。如果太阳质量再大四倍以上,它到后期会发生坍缩,引起超新星爆发。
至于爆炸也不可能。平吋看到由太阳黑子形成太阳耀斑,也不是太阳表面的爆炸。太阳耀斑是发生在太阳大气层,局部区域的一种激烈爆发现象。
回答于 2019-09-11 08:43:50
太阳其实每一分每一秒都在爆炸,外层高能带电离子能被喷射到数百亿公里外的地方,只不过太阳的引力庞大,将绝大多数的核聚变爆发的能量给锁住了,缓慢地向外释放。
太阳中的核聚变和人类制造的氢弹那样的不受控核聚变差不多,都爆发强大的能量,恒星内部的核聚变主要是由于内部的高温促使粒子高速运动,在太阳核心稠密的物质环境中,加上强大的压力,自由运动的粒子碰撞的几率会更高,并且有极少数粒子因为告诉碰撞结合在一起,形成了新元素的原子核,期间伴随着质量损失,转化为高纯度的能量,但是由于太阳核心区物质的稠密,加上强大的压力,这些能量向外释放的时候就面临着极大的阻力,难以向外释放,据推测太阳内部核聚变产生的光子可能需要数万年才能才从核心区到达表面。恒星其实就是引力和核聚变爆发能量平衡的产物,一旦有一方不足,恒星就会发生剧烈的变化,当太阳耗尽内部的聚变物质的时候,就没有力量可以阻止太阳物质的引力收缩,在抛去外层稀疏的物质后,太阳将只剩下一个由碳和氧组成的高致密核心,也就是白矮星。
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