1樓:義明智
太陽形成時本身就是含有大量氦的(20%以上),對於氫來說,由於氫核聚變需要極高的溫度(700萬k以上)和壓力,所以只有太陽核心區的氫才會發生聚變形成氦,所以氦基本上都聚集在太陽核心,很難獲得能量逃逸出去。當核心區的氫逐漸消耗殆盡,熱輻射壓力對抗不了引力時,外圍物質受重力牽引會向核心坍縮,使溫度繼續升高,壓力繼續增大,達到約1億k時,氦核被點燃,3個氦核聚變成一個碳核,進入第二輪核聚變。但像太陽這樣的恆星不足以點燃第三輪核聚變(得到氧等更重的元素),所以當核心區的氦消耗的差不多時,太陽就會坍縮成白矮星。
2樓:厙輝
我們要想知道其中原委,就要知道鉅變的原理,要想發生聚變,就要讓原子核之間足夠近,而原子核都是帶正電而相互排斥,這就要求原子核有足夠的動能。對某一溫度的物質,其組成粒子有一定的速率分佈(比如麥克斯韋-波爾茲曼分佈),動能較大的粒子和動能較小的粒子所佔比例均很小。別看太陽溫度在1000萬度以上,但也只有很小比例的粒子有足夠的速度產生核聚變。
所以太陽不會瞬間燒光,而是持續進行核聚變。
另外,質量越大的恆星其中心溫度越高,達到核聚變要求的粒子比例也越高,所以說,質量越大的恆星燃燒越快,壽命越短。溫度越高會使物質的原子間距變大,使熱核反應的激烈程度下降,這樣的負反饋,形成了一種穩定的熱核反應,使得太陽得以生存,繼而使得我們可愛的地球充滿生命,有了我們人類,就讓我們感受到了現在溫暖明媚的陽光~
氦3如何聚變?
3樓:環球異事
人類面臨能源枯竭,到底什麼物質能讓人來擁有無限能源?
4樓:nice要face嗎
當氦星核中心的溫度達到1億開時,氦燃燒被點燃。
氦燃燒把三個氦原子核聚合成一個碳原子核。由此生成的碳原子核又可吸收一個氦原子核,生成氧原子核。氧原子核還可吸收一個氦原子核,生成氖原子核,不過發生這一反應的概率很低。
至於氖原子核進一步吸收氦原子核的概率就更低了,可以忽略不計。恆星的氦燃燒速度比氫燃燒快得多,對於太陽,氦燃燒階段只能持續大約20億年。
氦-3是一種核聚變發電燃料。用氦-3進行核聚變反應具有很多優點:①反應產生的能量更大;②傳統的氚核反應過程中,伴隨核聚變能的產生,要產生大量的高能中子,而這些中子能夠對核反應裝置產生廣泛的放射性損傷;相反的,若用氦- 3作為反應物,則主要產生高能質子而不是中子,對環境保護更為有利;③氚本身具有放射性,氦-3不僅沒有放射性,而且反應過程易於控制。
因此氦-3是一種清潔、高效、安全的核聚變發電燃料。
氦-3不僅是核聚變發電燃料,而且也是火箭和飛船的燃料,未來的載人火星飛船,可以從月球上新增這種燃料,然後飛往火星。另外,從月球土壤中每提取一噸氦-3,可得到6300噸氫、70噸氮和1600噸碳。氫也可以作火箭燃料,同時如與氧結合,還可以製成水。
月壤中氦-3的含量較為穩定。根據「阿波羅」飛行和月球探測器的結果計算分析,月壤中氦-3資源總量可達100萬~500萬噸。而地球上天然氣可提取的氦-3 是非常少的,大約只有15~20噸。
建設一個500兆瓦的氦-3核聚變發電站,每年消耗的氦-3僅需50千克。如果美國全部採用氦-3核聚變發電, 年發電總量僅需消耗25噸的氦-3,而中國僅需要8噸。全世界的年總發電量約需100噸氦-3。
換句話說,月壤中的氦-3可**地球能源需求上千年。另外,氦-3 的能量回報率為270,原子能發電的能量回報率為20,煤為16。
將來如果在月球上建立核聚變發電站,將發出的電能傳輸到靜止軌道上的中繼衛星,再傳送到位於地球上的接收站,然後再分配到各個地區,即可供使用者使用。另外,也可以將月球表面的塵埃收集起來,從中分離出氦-3,然後將其變成液態帶回地球。科學家計算,每年只需發射2~3艘載重50噸的貨運飛船到月球上去,從月球上運回100至150噸的氦-3,即可供全人類作為替代能源使用一年,而它的運輸費用只相當於目前核能發電的幾十分之一。
太陽裡的氫原子為什麼經過核聚變後會變成氦原子?
5樓:匿名使用者
當太陽中心溫度達到1500度以上時,氫原子核(就是質子)就會互相聚合,成為氦原子核。這個核反應叫氫核的聚變反應。
溫度是分子(或原子、亞原子粒子)內能的反映。溫度越高,這些小尺度物質的運動速度越快。原子核(或質子)都帶有正電荷。
在溫度較低時,它們雖然也能相向運動,但在同性相斥的正電荷作用下,它們無法相撞。而當溫度升高到一定程度時,它們的運動速度非常快,就可能克服電斥力,相撞在一起,並形成新的原子核。這就是在高溫下,氫核能夠聚變為氦核的原理。
這個反應不是一步完成的,要經過幾個步驟。以下是這個反應的過程圖示。
首先是兩個氫原子核(質子)相撞,結合後放出一個正電子和一箇中微子,形成一個重氫核(原子核內有一個質子和一箇中子)。然後這個重氫核再與一個質子結合,放出一個γ光子,形成一個氦3核(原子核內有兩個質子和一箇中子)。第三步,兩個氦3核結合,組成一個氦4核(原子核內有兩個質子和兩個中子),同時放出兩個質子。
總的反應是:四個氫核經過聚變反應,形成一個氦4核。同時放出兩個正電子、兩個中微子和兩個γ光子。
由於四個氫核的質量之和比一個氦4核的質量大千分之七,形成氦4核後,這多出的千分之七的質量就按照愛因斯坦的e=mc^2,由質量變化為能量,並由向外發出的輻射帶出太陽。
這個反應鏈也叫「質子-質子鏈式反應」。
反應中放出的γ光子,就是我們能看到的太陽光。
太陽裡的氫就是這樣經過核聚變後變成氦的。
太陽只進行氫氦聚變,除了氫氦,太陽還有沒有其它元素?如果有,其它元素是**來的?
6樓:匿名使用者
太陽中除了氫和氦以外,還有許多其他元素。
從化學組成來看,現在太陽質量的大約四分之三是氫,剩下的幾乎都是氦,但也包括氧、碳、氖、矽、硫、鈣、鎂、鋁。。。等,目前在太陽上發現的元素已經超過90種。
從元素比例看,除了氫和氦以外,其他的重元素(天文學中,把除氫和氦以外的所有元素都叫重元素)的質量比還不到2%。
由於在恆星中,太陽屬於小質量恆星,目前只能發生氫聚變為氦的核聚變反應。那麼太陽上的重元素是**來的呢?
所有的恆星(包括圍繞恆星執行的行星等更小的天體)都誕生於宇宙空間中的星際氣體雲,都是從星際氣體雲中通過引力凝聚產生出來的。
當宇宙從一次大**誕生時,宇宙中只有氫和氦兩種元素,所有重元素都是在宇宙誕生後,通過恆星中的核聚變反應產生出來的。大質量恆星演化到晚期時,內部的核聚變反應最多能產生出鐵元素,然後核聚變反應終止,引力會引發劇烈的**,叫超新星爆發,並以這種形式結束它們的一生。
在超新星爆發中,巨大的爆發能量,使恆星中產生出比鐵重的元素,如金、銀、汞、鉛等,一直到鈾。超新星爆發中產生出來的各種元素,會隨著超新星的爆發而以極高的速度衝出恆星,拋散在宇宙空間,並隨著時間的推移而與宇宙中原有的星際氣體塵埃雲混合在一起,成為構成下一代恆星的原料。
由於太陽上只能發生氫聚變為氦的核聚變反應,那麼太陽中的重元素當然只能**於上一代大質量恆星發生的超新星爆發。當上一代大質量恆星發生超新星爆發時,把重元素撒播在宇宙空間,並與原來的星際氣體雲混合起來。當這一團星際氣體雲在引力作用下凝聚成太陽時,這些重元素當然也就存在於太陽中了。
太陽中的重元素就是這麼來的。
不只是太陽,構成地球和其他行星的重元素也是這麼來的。可以說,如果沒有數十億(甚至可能是百億)年前的一次(或數次)超新星爆發,就不可能有地球,也不可能有我們自己。構成我們地球,乃至我們自己的元素,幾乎都是超新星爆發的殘骸。
氫怎樣聚變成氦?
7樓:之何勿思
原子量為三的氫原子(氚)和原子量為二(氘)的氫原子結合,他們結合成為一個原子量為四的氦原子,剩餘的一個原子量成為中子釋放。就聚變成了氦。
原子核中蘊藏巨大的能量,原子核的變化(從一種原子核變化為另外一種原子核)往往伴隨著能量的釋放。核聚變是核裂變相反的核反應形式。
科學家正在努力研究可控核聚變,核聚變可能成為未來的能量**。
8樓:匿名使用者
氘和氚(都是氫的同位素,氘是原子核有1中子1質子,氚是原子核有2中子1質子)聚變後丟擲1中子形成的跟氫彈和太陽的一樣。
核聚變為什麼被稱為“人造太陽”
太陽發光的能源之謎,讓人類 了上千年,直到20世紀英國物理學家盧瑟福發現了核聚變反應,才促成了太陽的能量 於氫核聚變生成氦核的假說,太陽發光由此得到了合理解釋。氫核聚變的發現也使人類產生了新的夢想,在地球上做出 人造太陽 太陽的能量正是來自核聚變。太陽質量是地球的33萬倍 2 10 30千克 強大的...
核聚變發生的條件是,核聚變 裂變需要什麼條件才可進行?
一般都是 氘或氚聚變吧。核聚變是指由質量小的原子,主要是指氘或氚,在一定條件下太陽的能量來自它中心的熱核聚變 如超高溫和高壓 發生原子核互相聚合作用,生成新的質量更重的原子核,並伴隨著巨大的能量釋放的一種核反應形式。原子核中蘊藏巨大的能量,原子核的變化 從一種原子核變化為另外一種原子核 往往伴隨著能...
在標準狀況下,三個氦3原子聚變產生的能量是多少?
只要溫度足夠高,任何兩種比鐵輕的原子之間都可以 發生聚變反應,其中又以氫 3和氫 2 之間的聚變需要 的條件最低,只需要數千萬度的溫度,但是氫 3是半 衰期為年的放射性元素,自然界並不存在氫 3。退而求其次,氦 3和氫 2之間的聚變反應也只需要一 億度左右的溫度,其他聚變反應 例如氘氘聚變 需 要的...