太阳是什么物质组成的?为什么会自发地发生核聚变反应呢?(太阳为什么不像氢弹一样瞬间炸完而是持续不断地聚变反应,原因有哪些?)
太阳是什么物质组成的?按照目前主流理论“宇宙大爆炸模型”,我们知道,宇宙起源于一次大爆炸。而这个理论一共有三个支持的相关证据:宇宙微波背景辐射氦元素丰度哈勃观测...
接下来,我将为大家解答有关太阳核聚变的原理的问题,希望我的回答对大家有所帮助。现在,我们就开始探讨一下太阳核聚变的原理的话题吧。
太阳是什么物质组成的?为什么会自发地发生核聚变反应呢?
太阳是什么物质组成的?
按照目前主流理论“宇宙大爆炸模型”,我们知道,宇宙起源于一次大爆炸。而这个理论一共有三个支持的相关证据:
宇宙微波背景辐射
氦元素丰度哈勃观测到的星系红移现象
宇宙大爆炸初期,温度随着时间的变化而降低,而物质粒子也逐渐形成。
我们要知道,如今所谓的“物质都是由原子构成”,但是原子并非不可再分的粒子,原子是由原子核和电子构成的,而原子核又分为中子和质子。(当然,实际情况远比这样复杂,在这里就不详细讲述了。)
质子和中子其实还可以再分,它们是由夸克构成的。
而夸克、电子是目前我们已知的不可再分的粒子。而氢元素的原子原子核内只有一个质子,核外只有一个电子。
所以,最容易构成的原子是氢原子。而第二容易形成的就是氦原子。因此,宇宙中大部分的原子都是氢原子和氦原子,占据了总量的99%以上。所以,宇宙中大多数的天体都是由氢原子和氦原子构成的。太阳主要就是由氢和氦构成的
估计你要质疑我了,毕竟地球并非如此。但我们要知道,太阳占整个太阳系总质量的99.86%以上,地球只是一个普通的行星,而且还是行星中很小的那种。那些大行星也是主要由氢和氦构成的。
太阳为什么会自发核聚变?
关于“太阳为什么会自发核聚变”的问题,如果用一句话来概括,这一定是:太阳质量足够大
其实一个天体能不能成为一颗恒星,完全取决于自身的质量,成为恒星的最低标准是至少要具备太阳质量的7%~8%(当然这个数值目前还有争议)。在太阳系中木星的质量是行星中最大的,但是它距离成为一颗恒星还有一点差距。
太阳在自身引力的作用下,导致太阳内核的温度达到了1500万度,压强达到了200多万个大气压。
这使得太阳不是单纯的气态,液态,固态,而是等离子态。
在这种状态下,原子的结构都保不住了,原子核和电子各自自由地在太阳内核乱串,就像一锅粒子粥一样。
我们都知道,太阳内核其实是在发生核聚变反应的,这种反应其实是在原子核层面进行的,基于太阳内核的等离子态,原子核之间发生核聚变并非不可能,但其实也存在障碍,具体来说就是库伦斥力。我们都知道同种电荷相相排斥,异种电荷相吸引。而原子核都是带正电的,因此它们之间存在着斥力。
由于库仑力的存在,需要克服这种力才能反应,因此要进行核聚变反应并不容易。这也是为什么同样是核聚变,在地球上引爆氢弹需要事先引爆一枚原子弹,这样才能提供核聚变反应所需的条件,也就是1亿度的温度。
可是我们都知道太阳内核是1500万度,和1亿度还相去甚远。但在量子世界中存在一种叫做隧穿效应的现象。说白了就是原本需要付出很大的成本去克服的事情,在量子世界中也会有一定的概率发生。
不过,这个概率真的很低,大概是一对氢原子核平均10亿年才能发生一次核聚变反应。虽然概率很低,但太阳内核所含有的粒子数也足够多,因此核聚变才可以发生。不过,也正是因为发生概率很低,导致核聚变反应会非常的缓慢,并不会像氢弹那样一下子全炸了。而一开始恒星烧的是氢原子核,生成氦原子核。
最后,我们来总结一下,太阳主要是由氢和氦构成的,太阳能够自发核聚变反应的阻碍是原子核间的库伦斥力,由于有量子隧穿效应的存在,反应得以发生,但反应速度很慢。
太阳内部是核聚变还是裂变?
太阳内部发生的是核聚变。
太阳的原始高温是由它的内部压力而来。根据万有引力定律原理,物体的质量越大,其引力就越大。早年的太阳在滚雪球般发展时,随着质量的增加,引力也愈强,吸引周围的物质就越多,就更增加了质量,如此循环,太阳的质量越来越大。同时质量越大内部压力越大,从而温度不断的升高。产生热核聚变的条件是要有足够的压力(称之为临界压力)和合适的点火温度.随着原始太阳质量的不断增大,内部压力和温度的升高,达到满足产生热核反应的条件后,太阳就开始发光发热,成为一颗恒星.一般来讲,气体星球要成为恒星,必须要有一定的质量,这样它内部的压力和温度才能达到热核反应的条件,这个质量叫做临界质量.典型的例子就是我们太阳系中最大的气态行星—木星,同样也是由氢元素构成的气态星球,但由于它的质量小于临界质量,内部的压力和温度达不到产生热核聚变的条件,所以它只能是一颗气态行星。不过它是一颗潜在的太阳,有科学家推测,将来太阳毁灭后,没有太阳制约的木星将凭着它太阳系老大的地位吸引周围的行星自成一个小太阳系,同时也不断吸收周围的物质增加质量,达到临界质量后就会发光发热,成为另一颗太阳,不过那是50亿年以后的事了。
太阳内部发生的是核聚变还是核裂变?
太阳内部发生的是核聚变。
太阳的受控是一种自然引力约束核聚变。其中心温度1500万度,压力有3000亿个大气压强。1500万度的温度是不足以点燃核聚变的,因此其触发核聚变的原因是这个巨大的3000亿的压力。
在强大的压力下,氢原子的核外电子摆脱了原子核的束缚,原子核终于碰到一起发生了融合,一连串的核聚变就开始了。太阳中心的核聚变是由4个氢核聚变成一个氦核,并释放出巨大的能量。
太阳的构成:
太阳是由核心、辐射区、对流层、光球层、色球层、日冕层构成。光球层之下称为太阳内部;光球层之上称为太阳大气。对流层上面的太阳大气,称为太阳光球。光球是一层不透明的气体薄层,厚度约500千米。它确定了太阳非常清晰的边界,几乎所有的可见光都是从这一层发射出来的。
色球层是太阳等恒星大气的一层,包围在光球层之外。平时,由于地球大气中的分子以及尘埃粒子散射了强烈的太阳辐射而形成“蓝天”,色球和日冕完全淹没在蓝天之中,日全食时短暂可见。
日冕层是指太阳大气的最外层(其内部分别为色球层和光球层),厚度达到几百万公里以上。色球层之外为日冕层,它温度极高,日冕温度有100万摄氏度,粒子数密度为1015/m3。
太阳为什么不像氢弹一样瞬间炸完而是持续不断地聚变反应,原因有哪些?
因为太阳的质量太大,重力很大,太阳内部的光到达表面需要几千万年的时间,所以太阳的核聚变在强大的重力下调节缓慢,不会瞬间爆发。因此,要实现人类可控的融合,可能需要改变现有的思维,用巨大的高温容器模拟太阳环境,从而在内部产生核反应和核聚变,并通过容器墙利用热量。
一、太阳持续不断地聚变反应的原因因为核聚变会产生很高的热量,而且也减慢了太阳的反应,并且和原子核接触的几率是非常低的,并且是固体或者液体,所以不会爆炸。而且由于体量的差异,地球是氢弹的N亿倍,太阳是地球的N万倍,氢弹核聚变反应爆发后,没有燃料,没有核聚变反应高压高温条件,是一次性的。简单来说,太阳因为质量,引力非常强,可以创造核聚变的持续条件,不会因为核反应的能量解体而进行可持续的核燃烧。所以两者的差异使两者不同的核反应状态不同。
二、太阳的特点1.太阳是离地球最近的恒星,是太阳系的中心天体。2.太阳系的八大行星、小行星、流星、彗星、外海王星天体、星际尘埃等都围绕太阳公转,太阳围绕银河系的中心公转。3.太阳直径约为1392000米,相当于地球直径的109倍。体积约为地球的130万倍。4、太阳有效温度等于开尔文5800度。5.太阳是以核聚变方式向宇宙发射光和热的行星的光和热的来源。6、太阳能转化为电能,取之不尽。
太阳是黄兰星,黄矮星的寿命约为100亿年,现在太阳约为45.7亿岁。大约50-60亿年后,太阳内部的氢几乎全部消耗掉,太阳的核心崩溃,温度上升,这一过程将持续到太阳开始将氦元素收集到碳中。
太阳是核裂变还是核聚变?
太阳是依靠核聚变不断产生热量和光亮的。
太阳主要是由氢元素和氦元素组成的,所以只能进行核聚变。在聚变的过程中,物质不断转变为能量,质量较轻的元素不断聚变成较重的元素。
随着恒星上重元素的比重越来越多,对于恒星来说核聚变的压力也就越来越大,能量产出效率会越来越低。等到聚变成铁元素时,核聚变就会停止,因为铁元素并不能进行核聚变,也不能进行核裂变。
当恒星内核的铁元素比重越来越大,大到一定程度,恒星就会超新星爆发,生命终结,铁元素之后的元素开始产生。
扩展资料
反应条件
核聚变是指由质量小的原子,主要是指氘或氚,在一定条件下(如超高温和高压),发生原子核互相聚合作用,生成新的质量更重的原子核,并伴随着巨大的能量释放的一种核反应形式。原子核中蕴藏巨大的能量,原子核的变化(从一种原子核变化为另外一种原子核)往往伴随着能量的释放。
实现方式:通常有三种方式来产生核聚变:重力场约束;惯性约束;磁约束。
其中主要的可控核聚变方式:
激光约束(惯性约束)核聚变(如我国的神光计划,美国的国家点火计划都是这种形式)
磁约束核聚变(托卡马克、仿星器、磁镜、反向场、球形环等),这种方式目前被认为是最有前途的。
百度百科-核聚变
好了,今天关于“太阳核聚变的原理”的话题就到这里了。希望大家通过我的介绍对“太阳核聚变的原理”有更全面、深入的认识,并且能够在今后的学习中更好地运用所学知识。