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为什么轻核聚变的最终产物是铁

发布时间:2019-09-07 19:15 来源:未知 编辑:admin

  因为铁组元素的核储存能量的效率比更轻和更重的元素的核都要高,所以比铁重的元素裂变和比铁轻的元素剧聚变都要释放能量,反之则相反。

  比铁更重的元素并不是由普通的恒星聚变来实现的,而是超新星来加工出来的,普通的恒星聚变是释放能量的,而超新星向铁元素输入能量,强迫它们结合在一起。超新星加工了比铁更重的所有元素,并且在爆发的时候把这些较重的元素散步到太空中。

  轻原子核结合成较重的原子核,同时释放出大量的原子核结合能的核转变。从核子的平均结合能曲线可知,质量数为中等的核的核子平均结合能比轻核的核子的平均结合能大。因此,如果当轻核结合为较重的原子核时,要放出大量的结合能。

  同重核的裂变一样,轻核的聚变也是释放原子核能的途径之一。根据核子的平均结合能数值,可以计算出聚变反应释放的结合能。

  裂变是由中子引起,中子不带电,不受库仑斥力的作用,很容易打入原子核,而聚变反应要使两个轻核融合在一起,即接近到核力发生作用的范围,就必须克服因原子核带正电而产生的强大库仑斥力。

  两个较轻的原子核聚合成一个较重的原子核,同时放出巨大的能量,这种反应叫轻核聚变反应。它是取得核能的重要途径之一。在太阳等恒星内部,因压力、温度极高,轻核才有足够的动能去克服静电斥力而发生持续的聚变。自持的核聚变反应必须在极高的压力和温度下进行,故称为“热核聚变反应”。

  氢弹是利用氘氚原子核的聚变反应瞬间释放巨大能量起杀伤破坏作用,正在研究受控热核聚变反应装置也是应用这一基本原理,它与氢弹的最大不同是,其释放能量是可以被控制的。

  铁可以聚变,并且在超级高温中,铁聚变诞生新的元素(钴钪钛钒铬锰镍铜锌镓锗砷硒溴氪铷锶钇锆铌钼锝钌铑钯银镉铟锡锑碲碘氙铯钡镧铈镨钕钷钐铕钆铽镝钬铒铥镱镥铪钽钨铼锇铱铂金汞铊铅铋钋砹氡钫镭锕钍镤铀镎钚镅锔锫锎锿镄钔诺铹)。

  超新星的爆炸温度超过太阳一万倍以上,同时,铁元素以后的聚变吸热导致了大量新重元素聚变,这过程中,聚变的部分元素开始核裂变(核裂变能量远远低于早期核聚变)但是增加了新的热量和压力,这一切存在于超新星爆发中,铁聚变由此而来。

  极端质量的超新星爆发时有得是用不完的极端热量,极端爆发力,铁元素想不聚变都不行。

  大量铁元素周期后的重元素想不聚变都不行,因为能量爆发得太多了,多到无法躲避的程度了(铁聚变需要吸收热量,但是当时的情况是热量疯狂的涌入元素巨变中,因此铁元素以后的钴元素开始聚变,甚至到了金元素还在发生聚变,而且涌入的能量远远大于元素聚变所需的热量,铊,钍,,铀,钚等新重元素不断诞生,这期间还发生核裂变,超级高温能量源源不断涌出),其最终的结果是爆发结束后,诞生了物理学上的最极端——中子星。

  当然至于能聚变到何种元素为止,取决于超新星的质量究竟有多大,是一百个太阳的质量,还是一千个以上太阳的质量。等等。

  在超新星爆发中,铁元素会在极高的温度和极高的密度下,与自由中子、自由电子、质子及其它原子核发生铁聚变反应,能够产生出元素铀之前的所有元素,当然也会产生铀以后元素(普通超新星几率低,大质量超新星几率很高)。

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