1896年,人们默认这一年是核物理的开端,天然放射性的原理是广大科学家对于核最开始的认知。xündüxs.ċöm
此后,射线由高速运动的氦原子核也就是粒子组成,它的贯穿本领最小,但电离作用最强。
原子核自发发射粒子的转变称作衰变,原子核发生衰变后,电荷数z减少2,质子数a减少4。
射线就是高速运动的电子流,它的贯穿本领比射线强,但电离作用比粒子弱。原子核自发发射射线的转变称为衰变,原子核发生衰变后,电荷数改变一个单位,但质量不变。
陈灵婴站起身将杯子装满热水,
探测,记录射线并测定其性质,这三样一直都是核物理研究和核技术应用的一个中心环节。
而放射性衰变研究证明了一种元素可以通过衰变而变成另一种元素,再次明确了元素不可改变的观点。
而目前,陈灵婴的目光在核能这两个字上停住。
世界发展到如今经历了第一次工业革命,第二次工业革命以及第三次科技革命。
核能和可再生能源的利用将会掀起第四次科技革命的浪潮,这是一个世界人民共同的认知。
核能就是通过转化原子核质量从而使原子核释放出能量,这里面涉及到了爱因斯坦的质能公式:
e=mc²
在目前释放原子能有两种方法,可控的核裂变以及不可控且反应剧烈的核聚变。
很多国家目前已经掌握了核裂变的技术,但是远远不够。
甚至可以说,谁掌握了核聚变的技术,谁就掌握了绝对的话语权,是蓝星上当之无愧的霸主。
从民用的核能发电,到军事武器核导弹,航空母舰,攻击型核潜艇以及空间核推进装置。
核聚变所需要的东西主要是氘和锂,是蓝星上常见且容易得到的资源。
核聚变已经成为了所有国家的预备计划,只是至今没人能够完成。
并且在目前最为先进的第四代核能系统堆型中,不管是超临界水冷堆,很高温气冷堆,熔盐堆,还是带有先进燃料的钠冷快堆,铝冷快堆以及气冷快堆,都没有办法符合核聚变的核心要求基础。
可控核聚变反应堆被当之无愧地称作“人造太阳”。
而华夏在可控核聚变技术方面目前处于世界领先地位,尤其是最近即将开始运行的east反应堆是世界上第一个达到实用工程标准的反应堆。
如果能够成功运行,那也就意味着可控核聚变的商业化进展加速。
陈灵婴看了整整一天的论文,连午饭也忘了吃,等到桌上定的闹钟响起她才回过神来,眨了眨眼缓解这一天的疲惫陈灵婴将要带回去的东西装进书包里。
最近普林斯顿的气温相对较低,出了办公室就能感受到一阵接一阵寒意的侵袭。
月亮高悬,夜晚看不见太阳。
把一个氘原子核用加速器加速后和一个氚原子核以极高的速度碰撞,两个原子核发生了融合,形成一个新的原子核——氦外加一个自由中子。
而在这个过程中释放出了17.6兆电子伏的能量。
这就是太阳持续45亿年发光发热的原理。
45亿年啊,陈灵婴抬头,天上没有太阳,可是不妨碍她去看太阳。
核聚变反应堆的原理其实很简单,也非常好理解,只不过对于目前人类掌握的技术来说,还是隔了那么一层叫做灵感和进步的东西。
首先,作为反应体的混合气必须被加热到等离子态,也就是让温度足够高,高到能够让电子能脱离原子核的束缚,原子核能自由运动,这样才可能使得原子核发生直接接触,而在这个时候,大约需要10万摄氏度的温度。
这是一个技术壁垒。
其次,为了克服库伦力,就是同样带正电子的原子核之间的斥力,原子核需要以极快的速度运行。
而如何得到这个速度,最简单的方法就是一继续加温,使得布朗运动达到一个疯狂的水平。
而要使原子核达到这种运行状态,需要上亿摄氏度的温度。
这是下一个技术壁垒,且比之上一个的难度是呈几倍的增长。
而且不单单是温度问题,作为核聚变反应堆的场地材料也是十分重要的东西,目前并没有什么材料能够耐受上亿高温还不被损坏。
最后就是氚的原子核和氘的原子核以极大的速度发生碰撞,产生了新的氦核和新的中子,释放出巨大的能量。
在经过一段时间后,反应体已经不需要外来能源的加热,核聚变的温度足够使得原子核继续发生聚变。这个过程只要氦原子核和中子被及时排除,新的氚和氘的混合气被输入到反应体,就这样,产生的能量一小部分用于持续发生反应,而其他的能量则是被输出用来作为能源。
外面很冷,陈灵婴走的很快,只不过她始终没有停下脑中的思考。
摆在陈灵婴面前的路,她当然不可能在这里就去做核物理相关的实验,不说加西亚这类人盯着她,就是手头资金以及实验仪器也是一个大问题。
所以她该先去解决那些局部的,看似重要又不能放出太重要的东西。
比如提高温度,以及耐受高温的材料。
可惜的是,陈灵婴对于材料学一窍不通,如果从头学起的话,还不知道要学到什么时候。
科学家们目前连能够承受一万摄氏度的反应堆设备都没有发明出来,更别说是十万摄氏度甚至是上亿摄氏度的温度了。
材料学和数学不太一样,看中实验和现实结果,换句话来说就是,要砸钱,
砸很多很多很多钱。
巧的是,陈灵婴最缺的就是钱。
这真是一个悲伤的故事。
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