太阳既然是核聚变反应,是什么让它不会跟氢弹一样瞬间炸完?
这个问题其实很简单。因为太阳自身强大的万有引力和太阳中心热核反应区域的辐射压力平衡了。
首先我们一般说的氢弹的核反应属于不可控的热核反应,也就是说一旦设计制造完成,人类就不可以主动控制器威力了。无论多大当量的氢弹,在爆炸的一瞬间就释放出自己的全部能量了。除此之外,由于核爆的速度太快,好多核燃料还未参与核反应就被炸的四散而去了。而人类直到目前为止,还没有真正掌控核聚变。氢弹的这种不可控的现象一方面使得核武器达到最大的杀伤效果,另一方面来说如果人类想利用核聚变,单单依靠不可控核聚变是不现实的。
而太阳的能量我们说来自核聚变反应,但这个反应并不是在太阳的所有位置都会发生。因为核聚变需要极高的温度和压力,因此只有中心的少部分区域才可以达到那么严苛的条件。而一旦脱离那个区域,温度和压力就不足以将氢原子核压到一起形成氦原子核了。太阳实际上是一个动态平衡的过程:巨大的万有引力使得太阳中心的温度和压力十分巨大,从而引发核聚变,核聚变产生的巨大的能量以辐射压的形式形成了对太阳引力的反作用力,引力和中心的辐射压力相互抵消,使得太阳维持在一个稳定的状态。
换句话说,如果某一刻太阳的引力占据上风,太阳会收缩,这时中间区域温度和压力就变得更高,参与聚变的物质的量更多,产生的能量就更大,辐射压力又会占据上风,促使太阳膨胀。我们假设一个极限的情况,就是太阳的引力减弱甚至消失,那这时由于中心巨大的辐射压,太阳会马上膨胀,直到中间的温度和压力不足以支撑核聚变,太阳就熄灭了
说到这儿相信大家就明白了。氢弹是由原子弹引燃的,没有与氢弹的爆炸相反且能够对核反应状态进行一定影响影响的作用力,因此氢弹会在很短的时间内完成聚变,而太阳中心的核反应与其万有引力是一对相反的作用力,两者目前处在一个相对平衡的状态,这个状态可以持续很长时间直到氢元素被燃烧殆尽。因此太阳不会炸掉,而是会持续不断的进行核反应。当然了,太阳不会炸掉不代表别的恒星也不会炸掉,一些大质量恒星在生命晚期便会以一场巨大的爆炸结束自己的生命,也就是所谓的超新星爆发。不过我们的太阳由于质量太小,不会发生这么剧烈的现象,只会逐渐膨胀,然后消散,最后中间留下一颗炽热的白矮星。
2023-07-20 广告
这个问题,可以从两方面来看。
第一、两者核聚变反应的大环境不同
核聚变需要的外界条件是非常苛刻的,单单是温度就要达到几百万摄氏度,在地球上氢弹爆炸也需要通过核裂变来达到核聚变的条件。而当核弹爆炸会,这个能量就会一下子散出来了,温度也一下子降了下来。温度一降下来后,核聚变就停了,所以氢弹爆炸后就已经达不到核聚变的条件了。
而太阳则不同,太阳的内核是超高温和超高压,可以让核聚变持续不断地进行。
第二、氢弹的反应材料被弹飞了
氢弹也没瞬间爆完,其实参加聚变反应的也是很小的一部分,其他的被炸飞了。太阳也一样,聚变反应后,仅有少部分参加反应,大部分会被推开,然后在强大的引力作用下重新聚集,再次反应,就是爆炸~推开~聚集~爆炸……然后达到平衡,持续的聚变反应,就是现在的太阳。聚变反应的核心是温度和压力,只有强大的引力能做到,所以只有质量达到一定的节点,才能引发聚变反应。氢弹用核爆达到这个温度和压力,但也只是一瞬间,爆炸过后剩余的氢被推开,不能再次参加聚变反应。
人类的可控核聚变
其实在探索了氢弹的爆发以后,科学家们一直都有对可控核聚变进行试验,希望有朝一日人类可以控制聚变的时间,让其发出持久的能量。如果研究成功,人工太阳的出现将不会再是天荒夜谈,子虚乌有。
在各国的研究中,中国就取得了很大的成就,成功地让核聚变的时间延续到了101秒并创造了世界纪录。或者未来的某一天,中国上空将升起一颗人造太阳。