撼山易
会员书架
首页 >历史军事 >重生,然后成为大科学家 > 83首次人工核聚变

83首次人工核聚变

上一页 章节目录 加入书签 下一页
举报本章错误( 无需登录 )

因为当时的物理学家们和化学家们,只知道宇宙当中有氢原子和氦原子,不知道这两种元素还各自有各自的同位素。

所以在爱丁顿的计算当中,虽然计算出了四个氢原子核聚变成一个氦原子核的核反应,能够提供足够多的能量为太阳供能,可却不能解释,这个核聚变反应的发生条件,也就是温度要比现实当中观测到的太阳实际温度要高得多。

正如爱丁顿所猜测的那样,由四个氢原子核聚变成为一个氦原子核不假,只不过这个核聚变反应并不是一步完成的,而是要分为几步来进行。

第一步是两个氢原子核聚变成一个氘原子核,同时释放一个正电子和一个电子中微子:

H+H→D+e+ν。

第二步核反应是第一步当中的产物氘,继续和氢原子核进行聚变反应,生成氦-3,并同时释放出一个光子:

D+H→He+γ。

第三步的反应才是最终生成氦原子核的反应,最主要的途径是两个氦-3发生聚变,生成一个氦-4,还有两个氢原子:

He+He→He+H+H。

当然第三步还有锂、铍和硼参加反应的其他途径,以及整个循环还可能是有碳、氮、氧参与的碳氮氧循环。

但后面这两种核反应在太阳之中的占比比较小,最主要的还是上面提到的这三步。

总的来说,把这三个步骤的反应结合到一起的话,就是六个氢原子核聚变成一个氦原子核,同时再释放出两个氢原子核。

反应两边同时减掉两个氢原子核,就变成四个氢原子核聚变成一个氦原子核,和爱丁顿起初猜测的那个核反应方程,可以说是一模一样。

可两者之间的唯一不同的地方,就是爱丁顿提出来的核反应是一步到位的,而太阳中真实存在的核反应,却是分成了几步进行。

这样一来,对反应环境的要求就不再那么苛刻,也不会再有理论温度和实际温度相差几个数量级那样的矛盾出现了。

爱丁顿之所以没能更进一步地想到,在太阳当中的核聚变反应是分步进行的,不是因为他的想象力匮乏,而是因为他提出来这个理论的时候,氘和氦-3都还没有被科学家们发现。

在原时空中,作为1932年核物理学三大发现当中的第一个,氘在同年被美国的尤里发现。

而氦-3的发现时间则比氘还要晚,不仅建立在尤里发现氘的基础之上,而且还要等到粒子加速器被发明出来之后。

卡文迪许实验室的澳大利亚籍学生马克·奥利芬特在1934年,在由考克罗夫特和沃尔特发明的那台考克罗夫特式的粒子加速器上,用被加速过的快氘核,轰击氢气,然后首次在云雾室中拍到了氦-3原子核的轨迹。

点击切换 [繁体版]    [简体版]