小朋友的質(zhì)能方程

前幾天急侥,晚飯后,一家人在公園遛彎消飽侮邀。

大象和我聊起核裂變坏怪,核聚變及反物質(zhì)發(fā)動機的話題,要我給他講講原理绊茧。

我就順便給他科普了一下铝宵。

重元素,由于原子核質(zhì)量太大华畏,不穩(wěn)定鹏秋,例如鈾235,就像一個大面包亡笑,一撞侣夷,就變成了兩個,其中有一部分面包屑掉了仑乌,不見了百拓,這部分不見了的質(zhì)量,就轉(zhuǎn)變成巨大的能量釋放出來晰甚。

當(dāng)然衙传,大面包放在那里,也容易變成兩個压汪,這就是衰變粪牲,也會釋放出能量古瓤。

釋放的能量有多大呢止剖?

愛因斯坦

愛因斯坦告訴我們,有這么大:

E=mc^2

其實落君,我講到這里穿香,也在奇怪,為什么這里的常數(shù)是c绎速?

散步繼續(xù)皮获,對話也在繼續(xù)。

不受控的核裂變纹冤,就是原子彈洒宝。

受控的核裂變就是核反應(yīng)堆购公,像核電站,核動力潛艇雁歌,核動力航母上的核反應(yīng)堆宏浩。

怎么受控呢,用石墨吸收中子靠瞎,減少中子撞擊比庄,撞慢點兒,少撞點兒乏盐,達到一個平衡佳窑,就受控了。

那什么又是核聚變呢父能?

你左手拿個小面包搭独,右手也拿個小面包祟偷,想做成一個大面包,就用力擠,擠成個大面包统捶,但是也有面包屑不見了,這部分丟失的質(zhì)量褒繁,也轉(zhuǎn)化成了能力犬庇。

由于小面包太小,丟掉的面包屑比較多呆细,所以能量也要多一些型宝。

核聚變中的小面包,通常使用氫的同位素氘氚絮爷,這是宇宙中最常見的元素趴酣。

太陽就是個巨大的核聚變堆。

同樣坑夯,不受控的核聚變岖寞,就是氫彈,受控的就是人造小太陽柜蜈。

要想把兩個原子核擠到一起仗谆,要用很大的勁,大到需要用一個小原子彈來擠淑履,所以隶垮,氫彈中有個原子彈做引信。

當(dāng)前受控的核聚變反應(yīng)堆秘噪,中國走在世界前列狸吞。

中科院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院等離子體所的(EAST)托卡馬克裝置,去年7月,EAST實現(xiàn)了穩(wěn)定的101.2秒穩(wěn)態(tài)長脈沖高約束等離子體運行蹋偏,標(biāo)志著它成為了世界上第一個實現(xiàn)穩(wěn)態(tài)高約束模式運行持續(xù)時間達到百秒量級的托卡馬克核聚變實驗裝置便斥,創(chuàng)造了新的世界紀錄。

大象認為威始,核聚變反應(yīng)堆椭住,可以用來做星際航行,因為宇宙中有取之不盡的氫字逗。

但是京郑,他說,最厲害的要算反物質(zhì)發(fā)動機了葫掉,因為正反物質(zhì)一接觸些举,質(zhì)量就沒了,全部轉(zhuǎn)換成能量了俭厚。只是裝反物質(zhì)的罐子不好做户魏,反物質(zhì)一碰到物質(zhì)做的罐子就不見了,就要炸挪挤。所以叼丑,用來做星際航行,還有點兒遠扛门。

期間鸠信,我們也隨便聊了聊正電子和負質(zhì)子,也蠻有趣的论寨。

大象也覺得用面包類比的科普還行星立,鼓勵我把這次對話記錄下來,就有了這篇文章葬凳。

Kevin绰垂,2018年5月18日,虹橋機場火焰,延誤候機劲装,隨手記。

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