其实太阳自身拥有一项人类梦寐以求的技术:可控核聚变反应。

太阳也是核聚变反应,为什么太阳能够维持稳定而不发生爆炸?

那具体咋回事呢?

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我们需要先来了解一下太阳形成。话说宇宙大爆炸之后,经历了两代恒星。在目前太阳系附近位置,第二代恒星发生了超新星爆炸,把物质抛到了太空当中。

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后来,在现在太阳系附近的位置,星云物质开始在引力的作用下形成了太阳以及太阳系早期的其他天体。而太阳和其他行星最大的区别在于,太阳占据了太阳系99.86%以上的质量,99%以上是氢元素和氦元素组成。在这个尺度下,太阳的物质在引力作用下都在向中心压缩,当中太阳核心的位置温度变得特别特别高,其实本来是达不到足以引发氢的核聚变反应的温度。但由于量子隧穿效应的存在,所以可以发生了核聚变反应。

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这里,我们要注意了,这种反应其实和氢弹的原理是一样的,但是太阳没有像氢弹一下子炸掉,

是因为太阳的核心的核聚变反应和温度是相关的,而温度高低其实取决于太阳核心受到的压力作用的大小。这其中有一对相互博弈的力,一个是太阳自身引力,一个是核聚变向外产生的向外压力。

如果太阳自身引力占据上风,而核聚变向外压力处于下风,那说明太阳核心的受到的压力是比较大的,温度就会上升,这时核聚变反应就会更剧烈一些,产生更大的向外压力,去和引力抗衡。这时候,中心的受到的压力就会下降,温度就会降低。

如果核聚变向外的压力处于上风,而太阳引力处于下风,那说明太阳核心受到的压力是比较小的,温度就会下降,核反应的程度也就会减弱,这时候向外的压力就会减弱。这时候,引力就会慢慢占据上风的位置,让核反应的程度加强。

因此,太阳自身引力其实和核聚变向外的压力使得太阳的核反应处于一种动态平衡的状态,这才使得太阳不会一下子炸掉。

不过,太阳的稳定并不是持续不变的,要知道太阳要时时刻刻向外辐射能量,每秒大约有400万吨的质量转变为能量,也就是损失掉这么多的质量。随着质量的减少,太阳的引力也就会减弱,当减弱到一定程度之后,引力就不足以对抗核聚变产生的向外压力,太阳就会膨胀得特别大。太阳的大气可以差不多扩大到地球轨道附近。地球甚至有被吞没的可能性。

这时候的太阳其实变成了一颗红巨星,而我们现在的太阳其实处于青壮年的状态,在天文学上也叫做主序星时期。这个时期大概会持续100亿年,现在是已经度过了46亿年。也就是说,再过50多亿年后,太阳将会控制不住自己,膨胀开来。

核辐射一般意义上指核电站泄露或原子弹爆炸后放射性物质的辐射污染。广义的辐射指物体以电磁波的形式散发能量。太阳发光发热是太阳表面的氢核聚变产生的能量并以电磁波的形式辐射出来,不存在放射性物质,人类感觉到是纯粹的能量。我们听到核反应往往首先想到是原子弹爆炸恐怖的核辐射污染还有乌克兰“切尔诺贝利”核电站泄露事故以及日本福山核电站泄露事故的放射性物质核辐射污染。

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事实上太阳的核反应是在高温和高压状态下,4个氢原子核经过一系列的聚变反应变成一个氦原子核,并释放热量的过程,中间没有放射性物质的产生,产生的纯粹的能量,然后以电磁波的形式释放。

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太阳发出高能粒子,是因为太阳受到星系的引力作用,激发出的内在的粒子运动,产生太阳耀斑这样的高能粒子放射现象,这种活动是周期性的,与太阳表面的核聚变反应并不是直接的因果关系。

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这些高能粒子觉大部分被地球的大气层和磁场阻隔在外,少量会对电磁信号产生影响,对人类几乎没有生理上得作用。

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原子弹与太阳的核反应两者的区别是前者为以铀235或钚239等重原子核为原料裂变链式反应,裂变的产物具有强放射性。后者原料和产物无放射性物质。

核武器核反应的放射性污染原子弹的核辐射来源原子弹通常以铀235或钚239等重原子核为原料,裂变反应产生原子序数30的锌到原子序数64的钆35种元素,约300多个核素,也就是300多种同位素。

35种元素,却有300多种核素,意味着产生了很多的不稳定的,容易发生衰变的同位素。由不稳定原子核发射α粒子、β粒子、γ射线就是我们通常讲的核辐射。

氢弹的核辐射来源氢弹利用的核聚变原理与太阳表面的核反应一样,产物是巨大的能量转化的光和热,这个过程是没有放射性污染物产生的。

一般认为氢弹的核聚变是利用原子弹核裂变产生的能量引发的,原子弹是起爆器。实际上氢弹的威力是核聚变和核裂变共同作用。单独的核裂变原料利用率很低,像广岛原子弹铀235的利用率只有5%。氢弹用核裂变引发核聚变,核聚变的能量又进一步促进了核裂变原料的利用率。

氢弹爆炸产生的核辐射污染实际上也是远远高于原子弹的,因为氢弹中核裂变原料核裂变反应更完全,产生的放射性物质更多。

综上所述,太阳核聚变产生的是纯粹的能量,以电磁波的形式传播到地球,波长在可见光范围内的电磁波即我们见到的阳光。这与我们通常认知的核武器爆炸产生的核辐射是完全不同的概念。