木星上面都是可以参与核聚变的氢为什么物质(木星内部核聚变反应)
在生活中,很多人可能想了解和弄清楚木星上面都是可以参与核聚变的氢为啥就不能聚变呢?的相关问题?那么关于木星上面都是可以参与核聚变的氢为什么物质的答案我来给大家详细解答下。
要弄清楚这个问题,我们首先要弄清什么叫核聚变。
核聚变就是通过一定的条件,让轻物质(元素)变成重物质(元素),改变物质的状态,使一种物质变为另一种物质。
所以核聚变只能使原子序数小的元素变成原子序数更多的元素,比如氢的原子序数为1,也就是说它的原子核中只有1个质子,核外有一个电子;而氦的原子序数为2,就是说它有两个质子和两个电子。
由氢到氦的核聚变,就是在极端高温高压下,把氢的核外电子驱离,使两个原子核之间没有了间隙,融合在一起,这样2个氢原子就变成了一个氦原子。这期间,大量中子和电子在碰撞中逃离原子核的束缚,就能够释放出巨大能量。
这个能量有多大呢?就要看核聚变的质量亏损有多大。
太阳中心的氢核聚变质量亏损达到0.7%,也就是说参与核聚变的物质有0.7%会转化为能量,这个能量有多大呢?这就要根据爱因斯坦的质能方程来计算了。
这个方程的表达式为:E=mc^2,E为释放的能量,m为转化为能量的质量,c为光速。
根据计算,每一克质量可以转化出E=1x10^-3x(3x10^8)^2=9x10^13J,就是90万亿焦耳。这个能量相当于2.5千万度电,2.14万吨黄色炸药的当量,1.5颗广岛原子弹爆炸的威力。
太阳中心每秒钟参与核聚变的有6亿吨的氢,按照质量亏损0.7%计算,就有420万吨的质量转化为能量,因此聚合成氦的质量就只有5.958亿吨。
根据质能方程计算,每秒钟太阳所释放出来的能量就达到3.8×10^26J,有人计算过,太阳这一秒钟产生的能量,按照人类现在的能源使用情况,够用上27万年。
太阳已经50亿岁了,也就是说这种源源不断的核聚变已经进行了50亿年了。维持这种核聚变的力量,就是恒星巨大引力压力与中心核聚变燃烧膨胀张力之间的完美平衡。太阳中心引力压力达到3000亿个标准大气压,温度达到1500万度。
而宇宙中的核聚变远远不止氢核聚变这一种最简单最低级的形式,我们在宇宙中已经发现存在着118种元素,最原始的宇宙只有氢和氦,还有极微量的锂,后面这些元素从轻到重都是核聚变来的。
太阳这种质量的恒星核聚变只能达到碳;比太阳质量大的恒星,由于其中心压力和温度更高,就会在更高层次上发生核聚变,这种核聚变会到铁结束。
大质量恒星在演化晚期核聚变到铁就停止了,但由于坍缩反弹会导致发生超新星大爆炸。大爆炸的极高温度和压力就会使铁以上的核聚变继续完成,最终生成了宇宙中118种元素。
说到这,大家已经知道了什么是核聚变和核聚变的威力了。现在我们不要说木星上有多少核聚变物质了吧?可以说木星上面所有的物质都是核聚变的材料。
但是,前面说了核聚变是需要特别苛刻的条件的,如果没有太阳中心那种3000亿个标准大气压压力,仅靠1500万度的温度是很难维持正常的核聚变的。所谓我们人类在地球上想要进行连续不断的核聚变,就要达到1亿度以上的温度。
研究认为,要点燃天体中心的核聚变,成为一个最小的红矮星,质量至少要达到太阳8%。
而木星质量虽然有地球的318倍,但仅仅是太阳的0.1%,距离形成恒星激发中心核聚变的质量还相差70多倍,因此它空有一身的核聚变材料,又能奈何?
木星这样的恒星中心温度只能达到3万度,压力只能达到4000GPa,也就是4000万个大气压,远远不够点燃氢核聚变的条件。
而且像恒星这样巨大的天体,核聚变也只能在中心那个高温高压下进行,所消耗的物质也只是核心部分,外围更多的部分并不能参与到核聚变里面去。
因此恒星死亡后,绝大多数的物质会变成遗产消散在太空,形成新的分子云,是下一波恒星形成的原材料。
就是这样,欢迎讨论。
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