科学网 › 标签 › 核聚变

标签: 核聚变

相关帖子	版块	作者	回复/查看	最后发表

没有相关内容

相关日志

又学了三招: 热度 4 zxczxc0417 2011-8-4 04:35; 昨天晚上，老板来视察工作，我把前两天编写的拟合自相关性的程序演示给他看。看了几个结果之后，他说有时候自相关的长度比较长，所以如果固定数据的长度是不准确地，需要根据实际情况选择所要你和数据的长度。所以给了我他以前的一个程序，这个程序中有一个关于从屏幕中读取坐标点的函数 = ginput (1); 上图就是读取坐标时候的情况。另外，在他的程序中还看到这样两个函数： x0 = round(X); disp('--- select x0'), 前一个是选择与某个数字最接近的数，比如3.3得到的结果是3，如果是3.6得到的结果是4。后一个是用于在屏幕上显示一个字符串，或者任意的结果。非常的有用，这样可以得到很格式化的屏幕输出。; 个人分类: 思考在物理风暴前|3791 次阅读|47 个评论

试述恒星内部热核聚变的自控制机制: 热度 1 zxczxc0417 2011-5-6 07:35; 今天早上起来看到侯振宇先生的回复，说了一些关于太阳上的热核聚变的问题。以前也想过恒星内部热核聚变的自控制是怎么实现的，今天看到他的回复突然有了点灵感。本来县建立一个完整的三维模型来讨论，想想过于复杂，就大大简化，粗略的研究了一下。恒星内部热核聚变的自控制可以用一句话来描述，核聚变的速度是通过温度和氢核的浓度的相互作用来调节的。下面详细解释一下。因为恒星的质量在短期内变化很小，所以由于重力作用产生的内部压力可以认为近似不变。由于反应的速度跟温度和氢核的浓度成正比，所以反应速度加快后，温度升高，导致体积膨胀，氢核的浓度降低，然后导致反应速度降低，如此循环反馈，导致恒星内部的反应速度维持在一个稳定的数值。可以建立一个简单的数学模型来描述一下。热核聚变的速度很像化学反应中的化合反应： A + A == B (1) 反应速度： v = k * ^2; (2) k 是反应速率常数，跟温度的关系是: k = A*exp( - Ea/( RT ) ) (3) A是常数，Ea是热核反应的能垒。如果假设内部为理想气体： PV = nRT (4) = n/V = P/(RT); (5) 结合（2）（3）（5）可以得到： v = A*exp( - Ea/( RT ) ) * (P/(RT))^2 这个函数的作图：从图中可以看出，随着温度的增加，反应的速度出现一个最大值。所以对一些质量小的恒星，内核的温度可能会在这个最大值附近波动，但是对于超大质量的恒星会出现一些问题。因为反应的速度跟压力P的平方成正比，所以反应的速度会快很多。本人还是不能预测质量非常大的时候会发成什么情况，爆炸？说明一下，这里只是粗略的研究一下，数值上没有追求准确，多多包含。很高兴今天能发现这个小秘密。; 个人分类: 思考在物理风暴前|3260 次阅读|2 个评论

化学又一次蒙耻，难道生物是化学的终结者: zxczxc0417 2011-4-23 12:53; 化学又一次蒙耻，难道生物是化学的终结者，诺贝尔化学奖又被生物的人拿走了。; 个人分类: 生活点滴|2508 次阅读|0 个评论

评一下武老师的《谈火的进步》: 热度 1 liwei999 2011-4-23 01:10; 评一下武老师的《谈火的进步》作者: mirror (*) 日期: 04/22/2011 05:07:33 因为有李老师的“推荐” 我推荐武际可教授是科学网物理学科普第一高人，看了武老师的文章《谈火的进步》。武老师这样的“科普”文章比较多。与李老师相左的是镜某认为有的写得好，有的则不然。《谈火的进步》从火过渡到燃烧，然后再到温度，最后到了核聚变能量的话题。这几个事儿说与火有关也有关，说无关也无关。从作文的角度看，无疑是跑题了。从火过渡到燃烧，然后接着麻老师的放火、消防的话题，可以认为是个很收敛的笔法。如果说技术的话，“如何提高燃烧的温度”的提法可以是个切入口。在涉及到技术问题的表述时，武老师的文字往往容易发生“混乱”。如果读者读不出来其中的“混乱”，显然就是没有“用心”来读，因此科普的效力就要打折扣了。比如说这段： Quote 为了提高温度，总结起来一方面是要使燃烧尽量充分和快速，另一方面要使燃烧热量尽量保持而不失散。为了加速燃烧，所送入的风如果是冷风，燃烧所产生的热量有一部分就会被冷风抵消。所以在现代的冶铁高炉中，经常是要把鼓入的空气预热到800℃以上再由鼓风机送入。直接从字面理解的话，提高温度好象是有三个因素1）充分，2）快速，3）保热（温）。其实从物理上分析可以得知，只有一条——保温才是本质性的因素。由于各种原因不能实现“保温”（＝热量流失），所以要升温的话，就需要额外的热量来补偿不能保温带来的热量流失。另外需要留意的问题是燃烧加热所能到达的温度极限如何估算？这里面还有一个有个功率的问题。比如辐射功率是温度的四次方的关系可以在这里给出来，通过功率极限的破绽给出一个上限来。另外，从工程上论，对空气是要先加热再鼓风呢？还是先鼓风，再加热呢？镜某以为是后者才合理。既然热是一种能量的形式，高温就需要有高功率的加热技术。需要留意的重要概念是加（负）热的功率为温度的递减函数。如果言及到核聚变，高温等离子体态需要强调一下。对带电粒子加热（能）很容易，而对中性的物质的“加热”则是个很困难的事情。当然维持高温等离子体的炉体本身不被融化也是个难题。托克马克的磁力等离子体约束是个新的技术概念。二十年后可以实现核聚变的乐观“期待”已经说了四十年了。再过四十年成功的可能性依然不大。因为其中有很多是工程上和经济上的难题。核聚变是要用的，而不是看的。对于看的受控核聚变的实现镜某不怀疑。但是对于实用的，不是一般的怀疑，而是相当的怀疑呢。 ---------- 就“是”论事儿，就“事儿”论是，就“事儿”论“事儿”。; 个人分类: 镜子大全|2464 次阅读|1 个评论

网络挑拨离间知多少: 热度 1 zxczxc0417 2011-4-22 08:29; 网络挑拨离间知多少?; 个人分类: 生活点滴|2504 次阅读|2 个评论

探索核聚变，摒弃核裂变！: 热度 2 mars2012 2011-3-30 10:54; 核裂变，又称核分裂，是指由重的原子，主要是指铀或钚，分裂成较轻的原子的一种核反应形式。原子弹以及核电站或是的能量来源都是核裂变。其中铀裂变在核电厂最常见，加热后铀原子放出2到4个中子，中子再去撞击其它原子，从而形成链式反应而自发裂变，撞击时除放出中子还会放出热，再加快撞击，但如果温度太高，反应炉会熔掉，而演变成反应炉融毁造成严重灾害，因此通常会放控制棒（硼制成）去吸收中子以降低分裂速度。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。参与核反应的氢原子核，如氢（氕）、氘、氚、锂等从热运动获得必要的动能而引起的聚变反应，热核反应是氢弹爆炸的基础，可在瞬间产生大量的能量，但目前尚无法加以利用。地球万物的能量源泉-太阳，它发出的光便是核聚变的结果。原子能的终极利用目标是核聚变，那是因为： 1.核裂变产生与燃烧300万吨煤释放的能量需要1吨铀-235，而核聚变燃料供应充足，地球上重氢有10万亿吨（每1升海水中含30毫克氘，而30毫克氘聚变产生的能量相当于300升汽油）。 2.核聚变释放的能量比核裂变更大。 3.核裂变利用的核物质具强辐射性且反应后产生的核废料处理也是个问题，而核聚变可不对环境构成大的污染，而且反应过程容易控制，核事故风险极低！ 4.无法用作核武器材料，也就没有了政治干涉！但是，核聚变的劣势就在于目前无法达到其反应的要求及技术条件，因此任重而道远啊！; 个人分类: 热点|4469 次阅读|1 个评论

受控核聚变发电成功以后: 热度 5 baolintan 2011-3-20 00:20; 如果受控核聚变发电站研究成功了，地球有哪些变化呢？ 1 我们再也不怕核辐射了这次日本9级地震加海啸，把本来建得很结实的福岛核电站变成了一场核灾难，也许这场灾难在目前还仅仅只是开始，它的影响很可能还要持续很多很多年。我在想，如果受控核聚变发电研究成功了，我们还怕核辐射吗？结论应该是：不怕！没有学过核物理的人可能会觉得很奇怪，既然是核电站，为什么就不怕核辐射了呢？因为受控核聚变电站和目前靠核裂变反应产生能量的核电站不同，反应是在高温等离子体中进行的，如遇意外，反应堆受损的话，等离子体的温度会自然迅速降低，核聚变反应也就自然终止了。根本不需要外来力量给它降温冷却什么的，哪还有什么辐射啊？也许有人会问，反应堆受损，核燃料跑出来不可怕吗？不可怕！因为核聚变的燃料是氘和氚，氘是没有放射性的。氚虽然有放射性，可是在反应堆里的装料是很少的，大自然完全可以承受。举例来说，将来的一个大型受控核聚变电站，假定反应堆内的容积为100立方米，要产生核聚变反应的话，要求把聚变燃料氘和氚的温度加热到一亿度以上变成完全电离的等离子体，密度也需要达到每立方米中的粒子数超过10^21个。可以估算，这时整个反应堆里氚的总量不超过0.5克。这部分氚即使全部跑出来，也将会迅速扩散到周围大气中。氚虽然有放射性，但是它的半衰期只有12.5年，对环境的影响是暂时的，而且氚只发生β衰变，只放出带电的电子，是很容易控制的，没有中子那么大的危害，只有当大量吸入氚时才会对人体产生伤害。也许还有人会说，从反应堆里跑出来中子怎么办？聚变反应都自动停了，哪里还有中子？所以啊，为了人类未来的健康和安全，民间和政府都需要下大决心、花大力气去研究受控核聚变的问题，让人类尽早远离核裂变（目前的核裂变电站，每一个机组里面的核装料都是5-10吨左右，而且其燃料是放射性的铀或钚，铀235的半衰期是7亿年，铀238的半衰期是45亿年，钚239的半衰期是24100年，数以吨计的这些裂变核材料一旦扩散进入空气、海洋和土壤中，人类几乎是永远都清除不了）！ 2. 世界环境将得到明显改善以化学能源为主体的当今社会，因为燃烧燃料（石油、煤炭、天然气、以及生物质材料等）产生的三废排放（废渣、废水、废气）越来越逼近地球环境所能承受的极限，许多地方已经绿水青山不再！当核聚变发电成功并大规模应用以后，人类将进入以物理能源为主体的真正的电力时代，到那时，人类污染排放量将比现在少许多个数量级，世界各地的人类家园将重现青山绿水的美景。 3. 世界政治版图也将发生重大变化核聚变发电所用的主要燃料氘可从海水中提取，氚则需要利用金属锂来产生。这时控制锂资源能就成了关键！到那时沿海国家，只要拥有锂资源就能源无忧，石油再也不可能成为控制他国命脉的工具。彻底改变当今世界以石油为武器控制他国经济命脉的现状！到那时，世界各大国之间政治斗争的武器或许将转向其他资源，比如说锂资源的争夺！; 14873 次阅读|6 个评论

思考在物理风暴前——试述恒星内部热核聚变的自控制机制: 热度 1 zxczxc0417 2011-3-7 03:03; 今天早上起来看到侯振宇先生的回复，说了一些关于太阳上的热核聚变的问题。以前也想过恒星内部热核聚变的自控制是怎么实现的，今天看到他的回复突然有了点灵感。本来县建立一个完整的三维模型来讨论，想想过于复杂，就大大简化，粗略的研究了一下。恒星内部热核聚变的自控制可以用一句话来描述，核聚变的速度是通过温度和氢核的浓度的相互作用来调节的。下面详细解释一下。因为恒星的质量在短期内变化很小，所以由于重力作用产生的内部压力可以认为近似不变。由于反应的速度跟温度和氢核的浓度成正比，所以反应速度加快后，温度升高，导致体积膨胀，氢核的浓度降低，然后导致反应速度降低，如此循环反馈，导致恒星内部的反应速度维持在一个稳定的数值。可以建立一个简单的数学模型来描述一下。热核聚变的速度很像化学反应中的化合反应： A + A == B (1) 反应速度： v = k * ^2; (2) k 是反应速率常数，跟温度的关系是: k = A*exp( - Ea/( RT ) ) (3) A是常数，Ea是热核反应的能垒。如果假设内部为理想气体： PV = nRT (4) = n/V = P/(RT); (5) 结合（2）（3）（5）可以得到： v = A*exp( - Ea/( RT ) )* (P/(RT))^2 这个函数的作图：从图中可以看出，随着温度的增加，反应的速度出现一个最大值。所以对一些质量小的恒星，内核的温度可能会在这个最大值附近波动，但是对于超大质量的恒星会出现一些问题。因为反应的速度跟压力P的平方成正比，所以反应的速度会快很多。本人还是不能预测质量非常大的时候会发成什么情况，爆炸？说明一下，这里只是粗略的研究一下，数值上没有追求准确，多多包含。很高兴今天能发现这个小秘密。; 个人分类: 好好学习|4574 次阅读|4 个评论

镜子微博：低温核聚变的现象: 热度 1 liwei999 2011-2-27 00:46; 回答: 说不上科普，乱弹弹而已由木水于 July 02, 2005 22:15:25: “居然知道”一些，也算是“民科”的本分吧。低温核聚变的现象是经过了确认的。但是伴随的能量收入太低，机理也不太清楚。投到“自然”处，那里是“十年怕井绳”。别的杂志给登了。“审查意见”据说是没有理由怀疑著者的主张。; 个人分类: 镜子大全|3231 次阅读|0 个评论

ITER——即将升空的“人造太阳”: kejidaobao 2011-2-21 15:01; 目前，全球面临环境污染、气候变暖、能源紧缺等危机，导致各国纷纷加入寻找新的可持续发展能源的行列。作为地球上众多能量的来源，太阳本身就是一个巨大的核聚变反应堆，其内部有大量氘和氚，在高温高压的环境下，氘和氚不停撞击而进行聚变作用，产生巨大能量。如何使核聚变过程变得可控，并收集释放的能量，成为解决全球能源环境问题的重大任务，人类开启了设法“人造”小太阳的征途。国际热核实验堆（International Thermonuclear Experimental Reactor，ITER）计划于1985年由美国与前苏联提出，历经20年不断发展与演变，如今成为欧盟、美、日、中、印、韩、俄7国合作的国际项目。ITER的设计目标为实现点火的聚变实验反应堆、验证聚变发电的物理和工程可行性以及产氚工艺研发，其目的就是要建造一个“人造太阳”，涉及的关键技术有堆设计、芯部等离子体、包层材料相关技术等。中国主要承担的任务有屏蔽包层、实验包层、超导磁体、高压变电站、真空泵和加料、远程控制以及核分析等。包层实验是ITER的关键任务之一，是ITER与DEMO的决定性纽带。在ITER实验包层（TBM）计划中，共安排了3个窗口、6个模块，中国主导一个窗口，并提出固态TBM和液态TBM的概念，基本确定以固态为主（由中国核工业集团公司西南核物理研究院负责），参与法国的ITER实验；以液态为辅（由中国科学院等离子体研究所负责），跟踪国际研究，作为固态的备用。中国工程物理研究院物理与化学研究所承担了验证在线氚增殖-提取循环技术的可靠性的工作，以避免在TBM及锂铅回路中造成很高的氚渗透量及滞留量。本期第69~73页刊登的谢波等的“ITER中国液态锂铅实验回路中的氚技术”一文，综述了2004年以来中国液态锂铅回路中氚技术的研究进展。封面图片为巨大的核聚变堆——太阳，由谢波提供；本期封面由严佳君设计。（本刊记者刘志远）; 个人分类: 栏目：封面图片说明|3181 次阅读|0 个评论

开愽闲话与“太阳中微子问题与反物质催化核聚变”: shujie100 2010-12-13 18:14; 开愽闲话愽主我退休己十多年了，本来平时就好标新立异，退下来有了时间，加之其它种种原因，就陆续的写了一些东西。由于是标新立异或可以说是离经叛道的东西，当然是不会被主流承认的，更可能被学者、专家、权威们所不耻，由此只能一直放在一边。标新立异的东西未必就是正确的，或可能大多数是不正确的。但认识的正确与否并不是那个人说了算的，是靠人的实践来证明的。由此只要其本身自恰并合乎逻辑，就应当拿出来大家一起讨论，至少可以作为抛砖引玉，而设法设计实验证实或证伪才是正确的。但遗憾的是现实没有这种条件，几经寻找才觉得网上的愽客可能是一种出路。由此才申请开愽。本愽主讨论的问题都是自然科学方面的问题，并不涉及其它。这些问题有些还是五十年前上大学时在未名湖畔百思不得其解的问题，有些则是对后来当时一些所谓的热点问题的思考，但大多异于当前的理论，而当前的一些理论甚或是权威的、正统的。现在对这些问题己思考到一定程度，拿出来晒一晒，作为抛砖引玉而，或可能对后来人有点作用。人总是有联想的，尽管是自然科学方面的问题，也可能联想到其它，历史上这类的事并不鲜见的。由于本人己不再靠这些来提职称，也不靠其吃饭，年龄大了脸皮自然也就厚了，更不怕人说三道四，可安心静候各种言词和议论了。只所以如此为，只是图个乐而己。到此闲话打住，开愽。下面首先想谈的是关于催化核变聚的问题。这是在上世纪九十年代全世界曾掀起的冷聚变热潮时，本人曾在大自然探索（1997年.2期）上发表了一篇太阳中微子亏损与催化核聚变的文章，其中提出了反质子催化核聚变。而后又经过思考进一步提出反物质催化核变聚。下面就是这篇东西。同时为了便于阅读，将在大自然探索上发表的文章附在后面（其中将发表时压缩掉的一小部分按全文补全）。太阳中微子问题与反物质催化核聚变关于太阳中微子亏损的问题，已在十几年前写的太阳中微子亏损与催化核聚变一文中有所阐述。其中对太阳中微子亏损的原因提出了标新立异的想法，认为亏损的约三分之一中微子本来就是不存在的，而太阳能量约有二分之一是由正、反物质湮灭反应所提供的，且太阳上所进行的核聚变反应是由反质子催化而进行的。在文中也曾对反质子催化核聚变过程进行了一定的分析。但总的想来反质子在太阳这样存在大量氢的恒星上寿命是不会很长的，由此所能催化的核聚变数量也不会很多。而恒星向外辐射的能量却是巨大的。由此是否还应有其它的反应过程存在，就值得再仔细考虑了。实际上太阳中微子问题并不仅仅是中微子亏损，还有太阳中微子与太阳的活动相关这一实验事实等其它问题。实验测得的太阳中微子流与太阳的活动周期相关， Homsetake 小组报告了太阳中微子数量与太阳黑子活动为逆相关关系。即太阳活动低潮期可测量到高通量的中微子,太阳活动峰期只能测到少量的中微子。如1980年太阳活动峰年,太阳中微子流测量值几乎减少到零,接着随太阳活动的减弱中微子流测量值缓慢递增,直到太阳活动低年的1986年,中微子流测量值达到峰值4.2SNU,而到1988年夏季太阳黑子数又开始增加,中微子测量值又跌到1SNU。由此解决太阳中微子问题就不能只是对太阳中微子亏损提出解释，而是应对太阳中微子的所有问题都有一个比较圆满的交待。最近有人认为太阳中微子亏损就是中微子振荡的结果，似乎还认为有了实验证据。但中微子振荡却不能解释为什么太阳中微子会与太阳活动有关。由此也从另一方面表明太阳中微子亏损最大可能是由太阳本身的物质运动形式决定的。正、反物质的湮灭反应是有条件的，既正、反物质湮灭只能是在正、反基本粒子间才能进行，而非基本粒子的正、反物质状态，只有在其分解成基本粒子后，才能湮灭。但现在已清楚的知道，由基本粒子组成原子核，是要释放能量的，即基本粒子组成原子核有结合能，各基本粒子是处在一个很深的位阱中。由此要想使组成原子核的各基本粒子分解成独立的粒子，则要给其很大的能量才能实现。比如氧原子核，其核子的结合能约8MeV，由此要想使组成氧原子核的质子与中子完全分解成独立的粒子，则要给每个核子提供8MeV以上的能量，总计要一下提供128MeV以上的能量，才能使氧原子核分解成质子、中子。对其它反原子核也是如此。如要使反氧原子核分解成反质子与反中子的基本粒子，这时的物质温度必须达到1.510 12 K 以上。这在星球上是很难达到的，即任何星球温度都不可能达到如此高（太阳表面温度只为6.010 3 K ，与之差八个多量级）。由此恒星上反物质原子核的分解实际上都是通过一定的核反应完成的。实际上只有反质子才可能与氢核湮灭，反中子由于是不稳定粒子，通过衰变成反质子（反中子衰变成反质子、反电子及中微子），而后再与氢核湮灭，或通过反中子的核反应而消失。太阳的活动过程基本上是太阳物质由引力收缩与核反应释放能量使之膨胀的矛盾斗争平衡过程。当恒星上的核反应速度减小时，释放出的能量也就相应变少，恒星物质就会由引力而收缩，这时恒星内物质的压力就会增加，造成恒星内部物质运动的变化，从而使恒星内部的一些反物质原子核向外涌出（如地球上的火山爆发），使恒星表面反物质数量开始增多，从而增加了催化剂反物质核的增加，使恒星核反应速度加快，产生的能量增加，这时又可能使恒星膨胀。但随着反物质催化核的逐渐减少，核反应数又会逐渐减少，从而又进入了下一个矛盾循环。设想反物质催化核聚变的过程可能是这样的。由于反物质原子的核外电子是基本粒子正电子，在太阳外层其不可能在反原子核外存在很久，马上就可能与星球上的电子湮灭，反原子只能是裸反原子核，其核外电子轨道上则变成了空的，由此就可能在其外的电子轨道上俘获质子（氢核）。如此反炭核可在外层电子轨道（应当是六个正电子）上俘获了六个质子，形成了一种特异反原子，这不仅会使核外质子所处的轨道半径变小，振动能增加，同时在外层电子轨道的质子又向内层轨道跃迁，使得质子间距离更小，从而催化了质子（氢）的聚变反应。同样其它的反物质原子核也有这种类似的催化核聚变作用。其作用皆为反物质原子核俘获质子，而使质子间达到发生聚变反应的距离，从而催化核聚变。这样太阳（恒星）上的聚变核反应就主要不是由温度决定的，而主要应当是由反物质催化核聚变决定的。其中中子的核反应起了决定性的作用。因为中子不带电，极易进入原子核中，也就极易使原子核发生反应，从而就使恒星上的核反应能持续的进行下去。设想的反物质催化核反应过程为：　　　　其中反物质催化核聚变过程与现在所谓的质子－质子循环是相同的，但这时却增加了最易实现的D－D、D－T产生中子的两种聚变反应，这时由于中子不带电，很易进入反原子核，从而引发了原子核裂变，产生了反中子，其中k为裂变产生的反中子系数，其中k=0,1,2 ，由于中子与反原子核内的反中子发生湮灭反应会释放出巨大的能量（1876.5MeV），足以使任何原子核发生爆裂，从而也就使大原子核分裂成较小原子核，而反中子又极易进入原子核，同样会使原子核发生爆裂，这样的结果也就使这种反应过程可持续进行下去，直至反物质被完全消耗完。这种过程即是恒星上重原子核产生的过程，同时也是重原子核分裂的过程，恒星上物质的变化过程就是在这复杂矛盾的斗争中进行的，这样归根结底恒星辐射的能量实际上都是反、正物质湮灭的结果，但具体的过程则表现有近一半是氢核聚变反应提供的，由此才有中微子产生。这种过程在太阳上也是同样的。由此只要观测太阳风就可能发现反原子核，尤其是观测太阳黑子或太阳耀斑的喷射物，更有可能发现较多的反物质原子核。催化太阳核聚变的反物质并不会一直存在下去的，同样也会逐渐消耗。这是因为其一量子力学的遂道效应在起作用。原子核虽存在很深的核位阱，但由量子力学的遂道效应，因为太阳上存在有大量氢原子核的质子，不可能不通过遂道效应进入反原子核中（尽管其概率很小，但由于核数多，其结果也是可观的），从而与反物质核内的反质子湮灭，而使反原子核最终爆裂直至完全湮灭；其二则可能由于中子核反应的存在，可能使反物质原子核爆裂分解成反物质基本粒子，从而湮灭。这种反应中的中子不仅有由聚变反应过程中可能产生的中子，同时由于正、反物质湮灭时会放出高能射线，而高能射线也可能与物质原子核相互作用，可能产生中子（光激中子）。由于中子不是荷电粒子，其不会受核位阱的影响，极易进入反原子核中，从而使进入原子核的中子与反原子核中的反中子发生湮灭，也就使反物质原子核瓦解，最终完全湮灭。这样，太阳上反物质催化核聚变随着反物质的减少而逐渐减缓，产生的能量逐渐减少，从而使太阳引力作用逐渐占上风，再次打破太阳上的矛盾平衡，进入了又一次的循环。即太阳内部部分反物质又会涌出，进入下一循环。太阳活动周期则是这种循环的表现。也就是说，太阳（恒星）上的核聚变反应是由反物质催化的，这样催化的反物质原子多，氢核聚变反应也就多，而一旦反物质原子逐渐变少，其反应也就逐渐变慢。但氢核聚变反应释放出的能量终归要比正、反物质湮灭所放出的能量少，由此在氢核聚变反应起主导作用时，反倒是恒星活动的低潮期，这时会出现两种情况，一为这时由于活动释放出的能量相对逐渐减少，则会使恒星活动中引力逐渐起主要作用，即恒星收缩将会是主要表现；二则是由于在恒星的聚变反应过程中，会有相当多的正电子产生，这样会与恒星上的电子发生湮灭，这虽然不能改变恒星上的电荷总量守衡，但却会改变恒星电荷平衡的电荷密度，从而也就可能改变了恒星的电磁场结构。由此也就给恒星内的反物质涌出提供了条件。这种设想是建立在恒星是由正、反两种物质构成的这一基础上的。但这两种不同的物质却是分布在不同的恒星内外层次上，如在星球外层是正物质，那么反物质则在星球的内层。究竟那种物质在外，那种物质在内，是由星球的自转决定的。如正（左）旋时正物质在外，反物质在内，则逆（右）旋时反物质在外正物质在内。也就说在宇宙中正、反物质的数量是对称的，只是由于正反物质在电磁场中的运动方向恰恰相反，造成了对称性的破缺，表现出星球不同层次上正反物质的不同沉积。这种设想与现在的正统认识相左，会引出一系列的问题，这里不作讨论了。但这种设想却维护了宇宙中物质运动的对称性。参考文献殳节，太阳中微子亏损与催化核聚变，大自然探索　1997年.2期。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　节　北京　新都 2009 年夏太阳中微子亏损与催化核聚变一太阳中微子亏损中微子亏损问题,涉及到对物质运动认识的根本问题,即对基本粒子或核反应的认识、对天体能源的认识、对天体恒星演化及宇宙演化的认识等等。故引起了人们的极大注意,并进行着多方面的、大量的深入研究。问题的提出是,到目前为止,精心的观测表明,太阳发射的中微子数比标准太阳模型理论预言值要少。最早（1968年）在美国南达科它州霍姆斯塔克（ Homsetake ）金矿洞中（一千五百米深）,用装610吨四氯乙烯的大罐（直径6米长15米）测量,二十多年来测量的结果仅为理论预期值的三分之一。日本神岗（ Kamioka ）的 Kamiokande 实验,用6000吨纯水测量的结果,为理论预期值的 40％左右。设在俄国北高加索巴克杉（ Baksan ）的苏美镓实验（SAGE）用60吨金属镓,第一批实验结果只观测到理论预期值的20％,后来的测量结果大致上达到理论预期值的三分之二左右。在意大利亚平宁山的大萨索山隧道内（Gran Sasso ）的镓实验（GALLEX）,用30吨氯化镓,测量结果为理论预期值的三分之二左右。尽管各实验装置及测量方法不同,下能阈不同,但所测结果都比太阳标准模型预期值小,这就是太阳中微子亏损问题。为了进一步确定测量结果,美国与加拿大又将在加拿大安大略省萨德别里附近的镍矿井中,建立一个1000吨重水的高灵敏度中微子探测器 SNO（1990年批准）,其包括加拿大、美国、英国的科学家,将共同对中微子的多种作用机制进行研究,其可使测量灵敏度提高20 倍以上。预计在1995年开始工作。尽管这些探测器实际上都没进行过标定,同时探测器记录下的事件又很少,如1990年SAGE实验仅观测到三个公认的中微子事件,结果统计性较差,但也不应对这些探测器的测量结果怀疑。因为这些探测器对超新星爆发所放出的中微子都有所反应,尽管超新星距我们是如此遥远。如在SN1987A超新星爆发时, Kamiokande 接收到11个中微子事件,GALLEX接收到5个中微子事件, Homsetake 接收到 8 个中微子事件。可见这些探测器对中微子是灵敏的。同时 Homsetake 小组还报告了太阳中微子数量与太阳黑子活动有关,为逆相关关系。即太阳活动低潮期可测量到高通量的中微子,太阳活动峰期只能测到少量的中微子。如1980年太阳活动峰年,太阳中微子流测量值几乎减少到零,接着随太阳活动的减弱中微子流测量值缓慢递增,直到太阳活动低年的1986年,中微子流测量值达到峰值4.2SNU,而到1988年夏季太阳黑子数又开始增加,中微子测量值又跌到1SNU。这一现象的发现不仅对加深认识有利,同时也检验了探测系统的可靠性。解决太阳中微子亏损的矛盾,只有两种可能。其一是太阳就没有产生这么多的中微子,测量值小是完全正常的。这实际上是对太阳标准模型提出质疑或否定。其二是测量上的问题,即实际上太阳中微子没被测量到,从而造成了矛盾。这是对中微子本身性质及测量提出了质疑。实际上提出解决问题的设想很多,出自上面两种因素的都有。有大量对太阳标准模型的修正方案,以适应太阳中微子亏损。如对太阳内部化学成分的适当调整,对太阳大气透明度重新估计,就可使太阳产生的中微子数减少 ; 又如假定太阳中心自转比表面快两倍,太阳中心的压力、温度会降低,太阳产生的中微子数也会减少,但这时太阳的扁度会发生变化,已被观测值所否定;再如假设太阳中心有质量为太阳质量二分之一的黑洞,其提供了太阳辐射能的一半,由此太阳中微子数也会减少; 还如认为太阳演化正处在低中微子产额期,太阳辐射能只是靠太阳能的惯性在维系,故产生了中微子亏损; 或如太阳中心有强达几十亿高斯的磁场,也会使中微子数减少。还有其它种种假说,都只对太阳标准模型提出了技术上的修正,从而圆了中微子亏损的矛盾。目前较为流行的是对测量中问题的追究。对探测器关心的是测量的能量阈,并一直在设法改进探测器。而测量中更重要的是作为被测量的对象─中微子,对它的认识是否完善。这直接关系到核物理的基本认识,也是用核物理实验可以逐步解决的问题。其中最有影响的也最有趣的是中微子振荡 MSW（ Mikheyev-Smirnov-Wolfenstein ）效应。其认为中微子在运动过程中可能发生状态的变化,如从电子中微子变为子中微子或子中微子,从而使探测器测到的电子中微子数减少,圆了中微子亏损的矛盾。而这一效应要求中微子有一定的静质量,尽管其可能很小。这样全世界很多实验室都在努力测量中微子的质量。所有这些设想都没有否定太阳能源标准模型,这些设想有的已经被证伪,而大部分是既末被确证也末被证伪,尚待今后的实践检验。太阳中微子究竟亏损了没有呢 ? 二催化核聚变催化核聚变反应,从1948年张文裕先生用多层薄膜云雾室发现 - 子可组成 - 子原子开始,就有理论工作者预言 - 子可以催化核聚变。而在1956年阿尔瓦雷兹( L.W.Alvarez) 在液氢泡室实验中观察到 - 子引发的核聚变反应 ,并为此获诺贝尔奖。出于人类对能源的需要,此后很多理论工作者及实验工作者进行了大量的研究,理论大量计算表明一个 - 子催化核聚变可达300多次。而用介子工厂生产的 - 子实验的结果为1983年达到80次,1984年达到150次。而实际上只有 - 子催化200次核聚变才能达到能量的得失相当,因生产 - 子要相当大的能量。而当 - 子催化核聚变1000次以上,才有能源商业应用价值。任何聚变(化合)反应,尽管其是放热反应,要想发生反应,首先必须使它们相互接近到可以发生相互作用的距离,而实物质间虽然在宏观上是电中性的,但在微观上是有电磁相互作用的,库仑位垒恰恰是使它们不可接近的原因。这样,要想实现反应,就必须克服库仑位垒的影响,使反应物达到可相互作用的距离,即要克服库仑位垒的作用。而最常用的方法是加热、加压,即由热运动的碰撞或压力使反应物间达到相互作用距离。这样就是由库仑位垒的高低决定了反应温度的高低或压力的高低,如核聚变反应,由于库仑位垒很高,就要求有十分高的温度才能实现反应。在大自然及人类生产中,还有另外一条途径,那就是设法改变作用物间的位垒形式,以利于反应的进行,这就是催化的方法。所谓催化就是要加入反应外的第三者,从而使反应易于进行,而加入物在反应中又不消耗。如甲乙两物要发生聚变(化合)反应,其间位垒为V,要克服V就必需要高温高压。若加入丙物质,使其改变了反应物间的位垒形式为V',而V'比V大大减小,由此反应要求的条件（温度、压力）就会低很多,从而反应容易进行的多。这样也就加速或催化了反应的进行,也可使反应按要求的方向进行。核聚变要克服的是两个原子核的库仑位垒 , 由于聚变发生为核力相互作用,其距离十分小,为 fm(10 -13 厘米)量级范围,位垒量值很大,约在600ｋｅＶ左右。尽管核反应可通过量子隧道效应发生,但在高位垒下几率十分小,有人计算表明,在氘分子距离为0.74时(近似玻尔半径距离),隧道效应发生几率仅为10 -64 ／分子。这实际表明在常态下,这种聚变反应几乎是不能发生的。实验已经证明,在常态情况下, - 子确实催化了核聚变的发生,这也就是说催化核聚变不是妄想,而是客观存在的事实。这种催化是怎样进行的呢？现在已基本清楚,原子核外负电荷粒子轨道半径为: Ｒｎ＝ｎｈ／４ｍＺｅ２　　　　　　　　（１）其中ｎ为轨道数,是自然数ｎ＝１,２,３,Ｚ为原子序数,ｍ为核外负电荷质量。即原子核外负电荷粒子的质量与其轨道半径成反比 : Ｒ１／ｍ　　　　　　　　　　　（２）而核外负电荷轨道正是标志原子大小的,即两个原子核间可接近到约２Ｒ的距离。由于 - 的质量为电子质量的２０６.８倍,故 - 子原子的轨道半径比正常原子轨道半径小206.8倍。即 - 子分子重氢（氘）原子核间距要比正常氘分子核间距小206.8倍。经过这种变化,有人计算核聚变通过位垒穿透发生的几率比正常情况下增加80个量级,这也就是说在正常情况下可以发生氘核聚变反应了。这与事实也是相苻的。另外,双原子分子是个谐振子,两个原子核受一个准弹性力( 电磁力 )的相互作用而相对于质心振动。这个电磁力是通过核外负电荷粒子发生的。对于奇特分子氘 - 子分子来说,是两个原子核通过对 - 子的作用才结合在一起的。而当核外负电荷粒子不同时,由于原子核间距发生了变化,原子核的振动能态也会发生变化,这种变化与原子核外负电荷粒子质量有关。可以得到,核振动能与核外负电荷粒子的质量的平方根成正比 : Ｅｍ 1/2 　　　　　　　　　（３）其中Ｅ为核振动能。这样当 - 子取代氘核外的电子后,氘核的振动能也相应的增大了。这种振动能的增加,也有利于氘分子原子核间相互接近,从而使聚变反应易于发生。总之,原子核间发生聚变反应的障碍,是库仑位垒的作用。而当由 - 子取代电子后,由于 - 子质量比电子质量大,使两个原子核间库仑位垒形式发生了变化,两个原子核间距离变小,核振动能增大,故核聚变发生的几率大大增加,从而使核聚变在常态下发生成为可能。在这过程中,作为中介的 - 子并不消耗,故称之为 - 子催化核聚变。事实证明核聚变是可以催化的。三也是一种可能科学技术要想有大的发展,首先必须在新实践的基础上,对科学技术的基本假设或原理进行重新审核,给予修正或充实,这才能实现突破,进入一个全新的境界。太阳能源的标准模型,在本世纪六十年代以来就被认为是大体上已有定论的了。这种核聚变的模型在理论上并不违反核物理的原则,由此显然是可能发生的事实。但可能并不一定就是事实,因为太阳终归是可望而不可及的,它上面究竟发生着怎样的过程,并没有被确证,何况现在又有中微子亏损这样的矛盾。也就是说,首先应该对太阳能源的机制假设进行审核。即首先应不受现在的太阳标准模型的局限,从更深的层次上看是否有其它途径也是可能的。现代物理研究中,关于奇特原子、分子的研究已获得了相当知识。研究表明,所有寿命足够长的负荷电粒子都可以组成奇特原子。组成奇特原子的过程约需10 -10 秒,故寿命大于10 -10 秒的负电荷粒子都可以组成奇特原子。目前已观测到的奇特原子有轻子奇特原子、介子奇特原子、重子奇特原子,可组成奇特原子的负荷电粒子详见表一。表一已在实验中发现组成奇特原子的负电荷粒子：类别名称苻号质量 * 奇异数自旋寿命 (秒) 轻子电子ｅ－ 1 0 1/2 稳定 - 子 - 206.8 0 1/2 2.2 10 -6 介子 - 介子 - 273.2 0 0 10 -8 - 介子 - 966.3 １ 0 10 -8 重子反质子Ｐ - 1836.1 0 1/2 稳定 - 超子 - 2342.6 １ 1 10 -10 - 超子 - 2584.7 ２ 1/2 10 -10 - 超子 - 3277.9 ３ 0 10 -10 * 质量以电子质量为一,其它质量为电子质量的倍数。从表中可以明显看出,作为电磁相互作用,电子、 - 子、反质子是最相似的,且也是寿命较长的。 - 子之所以催化满足不了要求,是因为它的寿命嫌短了些。而反质子也是可以催化核聚变的。作为反物质粒子的反质子,除有电磁相互作用外,还有核力相互作用,即在距原子核太近时会被拉入原子核,与核内质子湮灭; 同时在遇到质子时也会发生湮灭而消失。由此反质子在催化核聚变中的寿命就不是反质子的寿命,而是反质子在催化核聚变系统中湮灭的时间了。用反质子催化核聚变当然要首先花费能量生产反质子。在催化核聚变或控制过程中,反质子又可能与质子湮灭,其又将能量释放在反应系统中,即生产反质子的能量又会在聚变系统中得到回收,所差值只是在能量转换中的效率损失部分。而反质子催化的核聚变放出的能量则成为净获得能量。这从能量收益上应当是更易盈余的。由此反质子催化核聚变可能是人类将来能源的较优形式。四反质子催化核聚变的估计反质子的质量是电子质量的1836倍,由(2)、(3)式可知,其奇特原子半径将会变小1836倍,核振动能将会增大43倍,由此聚变反应 : （ｐ + ＋ｄ）ｐ- ── ３Ｈｅ＋＋ｐ - ＋5.4Ｍｅｖ（ｄ＋ｄ）ｐ- －──ｔ＋ｐ＋＋ｐ - ＋4.03Ｍｅｖ（ｄ＋ｄ）ｐ- －── ３Ｈｅ＋ｎ＋ｐ - ＋3.26Ｍｅｖ（ｄ＋ｔ）ｐ- －── ４Ｈｅ＋ｎ＋ｐ - ＋17.59Ｍｅｖ发生的几率将大大增加,在常温下也会有可观数量的聚变反应发生。在只考虑电磁相互作用及湮灭的情况下,反质子催化核聚变的产额为 : 　　　（４）其中ｄ为反应系统中氘的密度, ｐ为反应系统中质子(氢)的密度, ｃ为反质子催化循环率, 为反质子在反应系统中的漏失(损失)率, ｐｐ- 为反正质子的湮灭截面,Ｗ为聚变反应中产生质子的权因子。由此可以看出聚变反应率的大小完全由系统中质子的多少而定,即向系统中充入氢气可以有效的控制聚变反应的进行。这显然对控制、利用聚变能是极有利的。事实上反质子在系统中的损失是不可能为零的。因为除反质子与氢湮灭外,还有可能与原子核内的质子发生湮灭。这种原子核可能是反应物中的原子核,也可能是系统结构材料的原子核。由此在设计装置时,应尽可能避免使反质子与反应物质外的其它物质如装置的壁材料接触。任何一个能源装置,都必然的要不断填入燃料,不断排出废物,由此反应系统中决不会是一个定态过程。为了保持系统能量输出的稳定性,则要使系统中的燃料、催化剂保持在平衡态,即要不停的补充损耗的燃料及催化剂,不停的排出废物。且这应是一个平衡态过程。在平衡态的情况下,单位体积中损失的反质子数为: ｎ＝ｄｐ- ＜ｖｄｐ- ＞＋Ｗｄｃｐ-ｐ + 　　　（６）其中ｄ、ｐ- 为系统中反质子的密度,＜ｖｄｐ- ＞是乘积ｖｄｐ- 在速度空间的统计平均值, ｐ-ｐ + 是反质子与氘核内质子湮灭截面。这里略去了反应装置壁材料与反质子的湮灭损失项。稳定运行要求补充的反质子等于损失的反质子数。如单纯从反质子损耗来看,选择氘氚聚变反应为优,因为这一反应不存在生成质子的反应道,故反质子与质子的湮灭也就不存在了,反质子的损失全由氘氚核内质子与反质子湮灭决定。这样,一个反质子可以催化的聚变数就大大增加了。当然这时又带来了氚的防护安全问题、氚燃料来源问题及反应产生的14.1Ｍｅｖ的高能中子带来的问题。为避免放射性带来的问题,选用氘氘聚变可能更好,但这时反质子的损失将会大些。因氘氘反应中有一道产生质子的反应道。反质子催化核聚变的可能性正如子催化核聚变一样。早在1978年就观测到了质子、反质子组成的原子态──质子素不同能级间ｘ射线跃迁的Ｌ线〔3〕 ,当时这一实验花了很长时间。而在西欧核子研究中心的低能反质子环（ＬＥＡＲ）运行后,在其上很快进行了质子反质子原子ｘ射线跃迁的测量〔4〕。这就证明反质子可以和质子组成稳定的原子,而并不是马上湮灭。可见反质子亦可与氘、氚组成奇特原子共振分子,即反质子可以催化核聚变反应。要想证实反质子催化核聚变并不困难,因为已经有ＬＥＡＲ在运行了。只要将〔4〕实验测量的装置反应室里的氢换成氘或氘氚气体,测量射线的探测器换成测量中子的探测器则可。这些都是现成的装置及测量技术,只是为新的研究进行新的组合。五太阳能源的猜想现在认为太阳上的核聚变过程为 : 这是碳氮氧循环。其都是氢聚变成氦的过程,有中微子产生。而现在认为太阳中心温度为1.5１０７Ｋ,其等离子粒子平均动能仅为1.3ｋｅＶ左右。这样大的动能下距克服核位垒相差尚远。更不要说太阳表面温度仅为6000Ｋ（等离子粒子平均动能仅为0.8ｅＶ左右）,要实现核聚变更难,故一般认为核聚变反应只发生在太阳核心部分。而事实上观察到太阳表面有光斑、谱斑、米粒组织、网斑、针状物、耀斑、日珥、黑子等等,这些都是在太阳近表面有聚变反应甚至激烈聚变的迹象。尤其太阳中微子与黑子的逆相关关系,更表明核聚变是发生在太阳的近表面部分。这也就是说太阳表面进行的是低温低压核聚变反应,这种反应只能是催化核聚变反应。太阳上的催化核聚变反应不可能是子催化核聚变,也不可能是寿命更短的负荷电粒子催化核聚变反应,只能是反质子催化核聚变。由于反质子催化核聚变过程中必然要与氢发生湮灭反应,并放出能量。估计在太阳上每个质子平均可能要催化二百次左右氢聚变成氦的反应,而后湮灭。这样太阳上放出的能量表象上湮灭反应能与核聚变反应能各占一半左右,而实质上太阳能源完全是靠正、反物质湮灭能所提供。这存在很多问题。这里只先简要猜测说明,大量的研究尚待以后深入发展。太阳上的反质子是从那里来的？太阳上的反质子是太阳上所具有的。即太阳核心部分是由反物质组成的,其质量大小为太阳质量的小一半左右。也就是说恒星都是反、正物质构成的,星球内外层是由反、正两种不同的物质组成。恒星能源是正反物质湮灭所放出的能量。太阳上的正反物质为什么能共处在一起？而不是马上湮灭？反正物质只有在单粒子状态下相遇才会湮灭,而在各自组成团后,团与团是不可能发生湮灭反应的。即在星球内层的反物质是以原子或原子核状态存在,且其都是核子数大于４的元素,即是由氦核以上的原子组成。要想使正反氦核湮灭,其库仑位垒是第一道障碍,核力位垒是第二道障碍。由此要想湮灭必须首先将原子核分裂开成核子,而后反正核子才可能湮灭。这就需要有极高的温度压力才可能。如要想把氦核分成核子,则要求有大于核结合能的能量(大于25ＭｅＶ)才行。这也许正是恒星内核具有高密度的原因。这与恒星演化的现实理论矛盾吗？确有矛盾之处,但也有相融之处。现在认为也被观测所证实,恒星是由旋转着的星云收缩而形成的,而这旋转着的星云存在着的电磁场正好使产生的正负带电粒子运动指向相反,若负电粒子向内,则正电粒子则向外,由此形成了正反物质的内外分布。这显然也同时解释了正反物质在宇宙中不对称的矛盾。即正反物质是对称的,且它是对称在星球自身上。这与现代恒星最后演化成为黑洞的说法不相融。因为恒星的最后结局是组成它的物质几乎都变成辐射能失去了,不大可能收缩成黑洞。这与大爆炸宇宙论相矛盾吗？从表面上看没明显的矛盾。但从骨子里这是不同的观念引伸出的不同认识。大爆炸论认为宇宙有个开始,即宇宙有时空的绝对零点,宇宙中的一切都在这时空中的特定位置上发生发展着.而这正反物质共同构成的星球、星系,是允许星球、星系及宇宙中的一切物质运动可以产生、发展以至死亡的发展变化的,但宇宙并不存在一个特定的时空零点,更没有一个特定的终点。至于由反正物质组成宇宙,对所谓支持大爆炸的观测事实,如微波背景３Ｋ辐射、星体红移等,可以有另外的解释,而不一定是特定支持大爆炸的膨胀说法。这与现代粒子物理矛盾吗？不,这恰好为粒子物理提供了又一大研究课题。粒子与反粒子的相互作用,尤其是不同粒子反粒子的相互作用,其是现在所认识的物质相互作用还是又有新的相互作用形式呢？它们会怎样共处在一个系统中呢？等等。这与现代核物理观念矛盾吗？并不,这里提出了核物理的几个新领域,催化核聚变或催化核反应,这可能是使核反应应用的一个新途径,还可能给加速器越做越大一个转机。同时还有正物质原子核与反物质原子核的共处问题研究,即它们会不会形成一种密度极高的物质形态？它们的相互作用怎样？等等。当然,还可以提出很多很多问题。宇宙中人们未知的东西很多,而隋着认识的深度广度的发展,人们会提出更多的问题。尤其是人不能直接与之发生相互作用的事物,认识起来就更加困难,主要是靠间接的推论、猜想与观察、实验。这样在没有确定结论前,应当是百花齐放百家争鸣,这才有利于认识的发展。只是一种模式,到一定程度后,认识只能会停滞不前。尤其只在一种模式下,靠加各种修正,类似在本轮上加均轮的方法来加深认识,更易将人引入认识的岐途。参考文献 . John N.Bahcall 科学 9(1990) 9. . L.W.Alvarez et al. Phys. Rev. 105 (1957) 1127. . E.G.Auld et al. Phys. Lett. 77B,4,5 (1978) 454. . S.Ahmad et al. Phys. Lett. 157B,4 (1985) 333.; 个人分类: 生活点滴|376 次阅读|0 个评论

开愽闲话与“太阳中微子问题与反物质催化核聚变”: shujie100 2010-12-6 11:57; 开愽闲话愽主我退休己十多年了，本来平时就好标新立异，退下来有了时间，加之其它种种原因，就陆续的写了一些东西。由于是标新立异或可以说是离经叛道的东西，当然是不会被主流承认的，更可能被学者、专家、权威们所不耻，由此只能一直放在一边。标新立异的东西未必就是正确的，或可能大多数是不正确的。但认识的正确与否并不是那个人说了算的，是靠人的实践来证明的。由此只要其本身自恰并合乎逻辑，就应当拿出来大家一起讨论，至少可以作为抛砖引玉，而设法设计实验证实或证伪才是正确的。但遗憾的是现实没有这种条件，几经寻找才觉得网上的愽客可能是一种出路。由此才申请开愽。本愽主讨论的问题都是自然科学方面的问题，并不涉及其它。这些问题有些还是五十年前上大学时在未名湖畔百思不得其解的问题，有些则是对后来当时一些所谓的热点问题的思考，但大多异于当前的理论，而当前的一些理论甚或是权威的、正统的。现在对这些问题己思考到一定程度，拿出来晒一晒，作为抛砖引玉而，或可能对后来人有点作用。人总是有联想的，尽管是自然科学方面的问题，也可能联想到其它，历史上这类的事并不鲜见的。由于本人己不再靠这些来提职称，也不靠其吃饭，年龄大了脸皮自然也就厚了，更不怕人说三道四，可安心静候各种言词和议论了。只所以如此为，只是图个乐而己。到此闲话打住，开愽。下面首先想谈的是关于催化核变聚的问题。这是在上世纪九十年代全世界曾掀起的冷聚变热潮时，本人曾在大自然探索（1997年.2期）上发表了一篇太阳中微子亏损与催化核聚变的文章，其中提出了反质子催化核聚变。而后又经过思考进一步提出反物质催化核变聚。下面就是这篇东西。同时为了便于阅读，将在大自然探索上发表的文章附在后面（其中将发表时压缩掉的一小部分按全文补全）。太阳中微子问题与反物质催化核聚变关于太阳中微子亏损的问题，已在十几年前写的太阳中微子亏损与催化核聚变一文中有所阐述。其中对太阳中微子亏损的原因提出了标新立异的想法，认为亏损的约三分之一中微子本来就是不存在的，而太阳能量约有二分之一是由正、反物质湮灭反应所提供的，且太阳上所进行的核聚变反应是由反质子催化而进行的。在文中也曾对反质子催化核聚变过程进行了一定的分析。但总的想来反质子在太阳这样存在大量氢的恒星上寿命是不会很长的，由此所能催化的核聚变数量也不会很多。而恒星向外辐射的能量却是巨大的。由此是否还应有其它的反应过程存在，就值得再仔细考虑了。实际上太阳中微子问题并不仅仅是中微子亏损，还有太阳中微子与太阳的活动相关这一实验事实等其它问题。实验测得的太阳中微子流与太阳的活动周期相关， Homsetake 小组报告了太阳中微子数量与太阳黑子活动为逆相关关系。即太阳活动低潮期可测量到高通量的中微子,太阳活动峰期只能测到少量的中微子。如1980年太阳活动峰年,太阳中微子流测量值几乎减少到零,接着随太阳活动的减弱中微子流测量值缓慢递增,直到太阳活动低年的1986年,中微子流测量值达到峰值4.2SNU,而到1988年夏季太阳黑子数又开始增加,中微子测量值又跌到1SNU。由此解决太阳中微子问题就不能只是对太阳中微子亏损提出解释，而是应对太阳中微子的所有问题都有一个比较圆满的交待。最近有人认为太阳中微子亏损就是中微子振荡的结果，似乎还认为有了实验证据。但中微子振荡却不能解释为什么太阳中微子会与太阳活动有关。由此也从另一方面表明太阳中微子亏损最大可能是由太阳本身的物质运动形式决定的。正、反物质的湮灭反应是有条件的，既正、反物质湮灭只能是在正、反基本粒子间才能进行，而非基本粒子的正、反物质状态，只有在其分解成基本粒子后，才能湮灭。但现在已清楚的知道，由基本粒子组成原子核，是要释放能量的，即基本粒子组成原子核有结合能，各基本粒子是处在一个很深的位阱中。由此要想使组成原子核的各基本粒子分解成独立的粒子，则要给其很大的能量才能实现。比如氧原子核，其核子的结合能约8MeV，由此要想使组成氧原子核的质子与中子完全分解成独立的粒子，则要给每个核子提供8MeV以上的能量，总计要一下提供128MeV以上的能量，才能使氧原子核分解成质子、中子。对其它反原子核也是如此。如要使反氧原子核分解成反质子与反中子的基本粒子，这时的物质温度必须达到1.510 12 K 以上。这在星球上是很难达到的，即任何星球温度都不可能达到如此高（太阳表面温度只为6.010 3 K ，与之差八个多量级）。由此恒星上反物质原子核的分解实际上都是通过一定的核反应完成的。实际上只有反质子才可能与氢核湮灭，反中子由于是不稳定粒子，通过衰变成反质子（反中子衰变成反质子、反电子及中微子），而后再与氢核湮灭，或通过反中子的核反应而消失。太阳的活动过程基本上是太阳物质由引力收缩与核反应释放能量使之膨胀的矛盾斗争平衡过程。当恒星上的核反应速度减小时，释放出的能量也就相应变少，恒星物质就会由引力而收缩，这时恒星内物质的压力就会增加，造成恒星内部物质运动的变化，从而使恒星内部的一些反物质原子核向外涌出（如地球上的火山爆发），使恒星表面反物质数量开始增多，从而增加了催化剂反物质核的增加，使恒星核反应速度加快，产生的能量增加，这时又可能使恒星膨胀。但随着反物质催化核的逐渐减少，核反应数又会逐渐减少，从而又进入了下一个矛盾循环。设想反物质催化核聚变的过程可能是这样的。由于反物质原子的核外电子是基本粒子正电子，在太阳外层其不可能在反原子核外存在很久，马上就可能与星球上的电子湮灭，反原子只能是裸反原子核，其核外电子轨道上则变成了空的，由此就可能在其外的电子轨道上俘获质子（氢核）。如此反炭核可在外层电子轨道（应当是六个正电子）上俘获了六个质子，形成了一种特异反原子，这不仅会使核外质子所处的轨道半径变小，振动能增加，同时在外层电子轨道的质子又向内层轨道跃迁，使得质子间距离更小，从而催化了质子（氢）的聚变反应。同样其它的反物质原子核也有这种类似的催化核聚变作用。其作用皆为反物质原子核俘获质子，而使质子间达到发生聚变反应的距离，从而催化核聚变。这样太阳（恒星）上的聚变核反应就主要不是由温度决定的，而主要应当是由反物质催化核聚变决定的。其中中子的核反应起了决定性的作用。因为中子不带电，极易进入原子核中，也就极易使原子核发生反应，从而就使恒星上的核反应能持续的进行下去。设想的反物质催化核反应过程为：　　　　其中反物质催化核聚变过程与现在所谓的质子－质子循环是相同的，但这时却增加了最易实现的D－D、D－T产生中子的两种聚变反应，这时由于中子不带电，很易进入反原子核，从而引发了原子核裂变，产生了反中子，其中k为裂变产生的反中子系数，其中k=0,1,2 ，由于中子与反原子核内的反中子发生湮灭反应会释放出巨大的能量（1876.5MeV），足以使任何原子核发生爆裂，从而也就使大原子核分裂成较小原子核，而反中子又极易进入原子核，同样会使原子核发生爆裂，这样的结果也就使这种反应过程可持续进行下去，直至反物质被完全消耗完。这种过程即是恒星上重原子核产生的过程，同时也是重原子核分裂的过程，恒星上物质的变化过程就是在这复杂矛盾的斗争中进行的，这样归根结底恒星辐射的能量实际上都是反、正物质湮灭的结果，但具体的过程则表现有近一半是氢核聚变反应提供的，由此才有中微子产生。这种过程在太阳上也是同样的。由此只要观测太阳风就可能发现反原子核，尤其是观测太阳黑子或太阳耀斑的喷射物，更有可能发现较多的反物质原子核。催化太阳核聚变的反物质并不会一直存在下去的，同样也会逐渐消耗。这是因为其一量子力学的遂道效应在起作用。原子核虽存在很深的核位阱，但由量子力学的遂道效应，因为太阳上存在有大量氢原子核的质子，不可能不通过遂道效应进入反原子核中（尽管其概率很小，但由于核数多，其结果也是可观的），从而与反物质核内的反质子湮灭，而使反原子核最终爆裂直至完全湮灭；其二则可能由于中子核反应的存在，可能使反物质原子核爆裂分解成反物质基本粒子，从而湮灭。这种反应中的中子不仅有由聚变反应过程中可能产生的中子，同时由于正、反物质湮灭时会放出高能射线，而高能射线也可能与物质原子核相互作用，可能产生中子（光激中子）。由于中子不是荷电粒子，其不会受核位阱的影响，极易进入反原子核中，从而使进入原子核的中子与反原子核中的反中子发生湮灭，也就使反物质原子核瓦解，最终完全湮灭。这样，太阳上反物质催化核聚变随着反物质的减少而逐渐减缓，产生的能量逐渐减少，从而使太阳引力作用逐渐占上风，再次打破太阳上的矛盾平衡，进入了又一次的循环。即太阳内部部分反物质又会涌出，进入下一循环。太阳活动周期则是这种循环的表现。也就是说，太阳（恒星）上的核聚变反应是由反物质催化的，这样催化的反物质原子多，氢核聚变反应也就多，而一旦反物质原子逐渐变少，其反应也就逐渐变慢。但氢核聚变反应释放出的能量终归要比正、反物质湮灭所放出的能量少，由此在氢核聚变反应起主导作用时，反倒是恒星活动的低潮期，这时会出现两种情况，一为这时由于活动释放出的能量相对逐渐减少，则会使恒星活动中引力逐渐起主要作用，即恒星收缩将会是主要表现；二则是由于在恒星的聚变反应过程中，会有相当多的正电子产生，这样会与恒星上的电子发生湮灭，这虽然不能改变恒星上的电荷总量守衡，但却会改变恒星电荷平衡的电荷密度，从而也就可能改变了恒星的电磁场结构。由此也就给恒星内的反物质涌出提供了条件。这种设想是建立在恒星是由正、反两种物质构成的这一基础上的。但这两种不同的物质却是分布在不同的恒星内外层次上，如在星球外层是正物质，那么反物质则在星球的内层。究竟那种物质在外，那种物质在内，是由星球的自转决定的。如正（左）旋时正物质在外，反物质在内，则逆（右）旋时反物质在外正物质在内。也就说在宇宙中正、反物质的数量是对称的，只是由于正反物质在电磁场中的运动方向恰恰相反，造成了对称性的破缺，表现出星球不同层次上正反物质的不同沉积。这种设想与现在的正统认识相左，会引出一系列的问题，这里不作讨论了。但这种设想却维护了宇宙中物质运动的对称性。参考文献殳节，太阳中微子亏损与催化核聚变，大自然探索　1997年.2期。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　节　北京　新都 2009 年夏太阳中微子亏损与催化核聚变一太阳中微子亏损中微子亏损问题,涉及到对物质运动认识的根本问题,即对基本粒子或核反应的认识、对天体能源的认识、对天体恒星演化及宇宙演化的认识等等。故引起了人们的极大注意,并进行着多方面的、大量的深入研究。问题的提出是,到目前为止,精心的观测表明,太阳发射的中微子数比标准太阳模型理论预言值要少。最早（1968年）在美国南达科它州霍姆斯塔克（ Homsetake ）金矿洞中（一千五百米深）,用装610吨四氯乙烯的大罐（直径6米长15米）测量,二十多年来测量的结果仅为理论预期值的三分之一。日本神岗（ Kamioka ）的 Kamiokande 实验,用6000吨纯水测量的结果,为理论预期值的 40％左右。设在俄国北高加索巴克杉（ Baksan ）的苏美镓实验（SAGE）用60吨金属镓,第一批实验结果只观测到理论预期值的20％,后来的测量结果大致上达到理论预期值的三分之二左右。在意大利亚平宁山的大萨索山隧道内（Gran Sasso ）的镓实验（GALLEX）,用30吨氯化镓,测量结果为理论预期值的三分之二左右。尽管各实验装置及测量方法不同,下能阈不同,但所测结果都比太阳标准模型预期值小,这就是太阳中微子亏损问题。为了进一步确定测量结果,美国与加拿大又将在加拿大安大略省萨德别里附近的镍矿井中,建立一个1000吨重水的高灵敏度中微子探测器 SNO（1990年批准）,其包括加拿大、美国、英国的科学家,将共同对中微子的多种作用机制进行研究,其可使测量灵敏度提高20 倍以上。预计在1995年开始工作。尽管这些探测器实际上都没进行过标定,同时探测器记录下的事件又很少,如1990年SAGE实验仅观测到三个公认的中微子事件,结果统计性较差,但也不应对这些探测器的测量结果怀疑。因为这些探测器对超新星爆发所放出的中微子都有所反应,尽管超新星距我们是如此遥远。如在SN1987A超新星爆发时, Kamiokande 接收到11个中微子事件,GALLEX接收到5个中微子事件, Homsetake 接收到 8 个中微子事件。可见这些探测器对中微子是灵敏的。同时 Homsetake 小组还报告了太阳中微子数量与太阳黑子活动有关,为逆相关关系。即太阳活动低潮期可测量到高通量的中微子,太阳活动峰期只能测到少量的中微子。如1980年太阳活动峰年,太阳中微子流测量值几乎减少到零,接着随太阳活动的减弱中微子流测量值缓慢递增,直到太阳活动低年的1986年,中微子流测量值达到峰值4.2SNU,而到1988年夏季太阳黑子数又开始增加,中微子测量值又跌到1SNU。这一现象的发现不仅对加深认识有利,同时也检验了探测系统的可靠性。解决太阳中微子亏损的矛盾,只有两种可能。其一是太阳就没有产生这么多的中微子,测量值小是完全正常的。这实际上是对太阳标准模型提出质疑或否定。其二是测量上的问题,即实际上太阳中微子没被测量到,从而造成了矛盾。这是对中微子本身性质及测量提出了质疑。实际上提出解决问题的设想很多,出自上面两种因素的都有。有大量对太阳标准模型的修正方案,以适应太阳中微子亏损。如对太阳内部化学成分的适当调整,对太阳大气透明度重新估计,就可使太阳产生的中微子数减少 ; 又如假定太阳中心自转比表面快两倍,太阳中心的压力、温度会降低,太阳产生的中微子数也会减少,但这时太阳的扁度会发生变化,已被观测值所否定;再如假设太阳中心有质量为太阳质量二分之一的黑洞,其提供了太阳辐射能的一半,由此太阳中微子数也会减少; 还如认为太阳演化正处在低中微子产额期,太阳辐射能只是靠太阳能的惯性在维系,故产生了中微子亏损; 或如太阳中心有强达几十亿高斯的磁场,也会使中微子数减少。还有其它种种假说,都只对太阳标准模型提出了技术上的修正,从而圆了中微子亏损的矛盾。目前较为流行的是对测量中问题的追究。对探测器关心的是测量的能量阈,并一直在设法改进探测器。而测量中更重要的是作为被测量的对象─中微子,对它的认识是否完善。这直接关系到核物理的基本认识,也是用核物理实验可以逐步解决的问题。其中最有影响的也最有趣的是中微子振荡 MSW（ Mikheyev-Smirnov-Wolfenstein ）效应。其认为中微子在运动过程中可能发生状态的变化,如从电子中微子变为子中微子或子中微子,从而使探测器测到的电子中微子数减少,圆了中微子亏损的矛盾。而这一效应要求中微子有一定的静质量,尽管其可能很小。这样全世界很多实验室都在努力测量中微子的质量。所有这些设想都没有否定太阳能源标准模型,这些设想有的已经被证伪,而大部分是既末被确证也末被证伪,尚待今后的实践检验。太阳中微子究竟亏损了没有呢 ? 二催化核聚变催化核聚变反应,从1948年张文裕先生用多层薄膜云雾室发现 - 子可组成 - 子原子开始,就有理论工作者预言 - 子可以催化核聚变。而在1956年阿尔瓦雷兹( L.W.Alvarez) 在液氢泡室实验中观察到 - 子引发的核聚变反应 ,并为此获诺贝尔奖。出于人类对能源的需要,此后很多理论工作者及实验工作者进行了大量的研究,理论大量计算表明一个 - 子催化核聚变可达300多次。而用介子工厂生产的 - 子实验的结果为1983年达到80次,1984年达到150次。而实际上只有 - 子催化200次核聚变才能达到能量的得失相当,因生产 - 子要相当大的能量。而当 - 子催化核聚变1000次以上,才有能源商业应用价值。任何聚变(化合)反应,尽管其是放热反应,要想发生反应,首先必须使它们相互接近到可以发生相互作用的距离,而实物质间虽然在宏观上是电中性的,但在微观上是有电磁相互作用的,库仑位垒恰恰是使它们不可接近的原因。这样,要想实现反应,就必须克服库仑位垒的影响,使反应物达到可相互作用的距离,即要克服库仑位垒的作用。而最常用的方法是加热、加压,即由热运动的碰撞或压力使反应物间达到相互作用距离。这样就是由库仑位垒的高低决定了反应温度的高低或压力的高低,如核聚变反应,由于库仑位垒很高,就要求有十分高的温度才能实现反应。在大自然及人类生产中,还有另外一条途径,那就是设法改变作用物间的位垒形式,以利于反应的进行,这就是催化的方法。所谓催化就是要加入反应外的第三者,从而使反应易于进行,而加入物在反应中又不消耗。如甲乙两物要发生聚变(化合)反应,其间位垒为V,要克服V就必需要高温高压。若加入丙物质,使其改变了反应物间的位垒形式为V',而V'比V大大减小,由此反应要求的条件（温度、压力）就会低很多,从而反应容易进行的多。这样也就加速或催化了反应的进行,也可使反应按要求的方向进行。核聚变要克服的是两个原子核的库仑位垒 , 由于聚变发生为核力相互作用,其距离十分小,为 fm(10 -13 厘米)量级范围,位垒量值很大,约在600ｋｅＶ左右。尽管核反应可通过量子隧道效应发生,但在高位垒下几率十分小,有人计算表明,在氘分子距离为0.74时(近似玻尔半径距离),隧道效应发生几率仅为10 -64 ／分子。这实际表明在常态下,这种聚变反应几乎是不能发生的。实验已经证明,在常态情况下, - 子确实催化了核聚变的发生,这也就是说催化核聚变不是妄想,而是客观存在的事实。这种催化是怎样进行的呢？现在已基本清楚,原子核外负电荷粒子轨道半径为: Ｒｎ＝ｎｈ／４ｍＺｅ２　　　　　　　　（１）其中ｎ为轨道数,是自然数ｎ＝１,２,３,Ｚ为原子序数,ｍ为核外负电荷质量。即原子核外负电荷粒子的质量与其轨道半径成反比 : Ｒ１／ｍ　　　　　　　　　　　（２）而核外负电荷轨道正是标志原子大小的,即两个原子核间可接近到约２Ｒ的距离。由于 - 的质量为电子质量的２０６.８倍,故 - 子原子的轨道半径比正常原子轨道半径小206.8倍。即 - 子分子重氢（氘）原子核间距要比正常氘分子核间距小206.8倍。经过这种变化,有人计算核聚变通过位垒穿透发生的几率比正常情况下增加80个量级,这也就是说在正常情况下可以发生氘核聚变反应了。这与事实也是相苻的。另外,双原子分子是个谐振子,两个原子核受一个准弹性力( 电磁力 )的相互作用而相对于质心振动。这个电磁力是通过核外负电荷粒子发生的。对于奇特分子氘 - 子分子来说,是两个原子核通过对 - 子的作用才结合在一起的。而当核外负电荷粒子不同时,由于原子核间距发生了变化,原子核的振动能态也会发生变化,这种变化与原子核外负电荷粒子质量有关。可以得到,核振动能与核外负电荷粒子的质量的平方根成正比 : Ｅｍ 1/2 　　　　　　　　　（３）其中Ｅ为核振动能。这样当 - 子取代氘核外的电子后,氘核的振动能也相应的增大了。这种振动能的增加,也有利于氘分子原子核间相互接近,从而使聚变反应易于发生。总之,原子核间发生聚变反应的障碍,是库仑位垒的作用。而当由 - 子取代电子后,由于 - 子质量比电子质量大,使两个原子核间库仑位垒形式发生了变化,两个原子核间距离变小,核振动能增大,故核聚变发生的几率大大增加,从而使核聚变在常态下发生成为可能。在这过程中,作为中介的 - 子并不消耗,故称之为 - 子催化核聚变。事实证明核聚变是可以催化的。三也是一种可能科学技术要想有大的发展,首先必须在新实践的基础上,对科学技术的基本假设或原理进行重新审核,给予修正或充实,这才能实现突破,进入一个全新的境界。太阳能源的标准模型,在本世纪六十年代以来就被认为是大体上已有定论的了。这种核聚变的模型在理论上并不违反核物理的原则,由此显然是可能发生的事实。但可能并不一定就是事实,因为太阳终归是可望而不可及的,它上面究竟发生着怎样的过程,并没有被确证,何况现在又有中微子亏损这样的矛盾。也就是说,首先应该对太阳能源的机制假设进行审核。即首先应不受现在的太阳标准模型的局限,从更深的层次上看是否有其它途径也是可能的。现代物理研究中,关于奇特原子、分子的研究已获得了相当知识。研究表明,所有寿命足够长的负荷电粒子都可以组成奇特原子。组成奇特原子的过程约需10 -10 秒,故寿命大于10 -10 秒的负电荷粒子都可以组成奇特原子。目前已观测到的奇特原子有轻子奇特原子、介子奇特原子、重子奇特原子,可组成奇特原子的负荷电粒子详见表一。表一已在实验中发现组成奇特原子的负电荷粒子：类别名称苻号质量 * 奇异数自旋寿命 (秒) 轻子电子ｅ－ 1 0 1/2 稳定 - 子 - 206.8 0 1/2 2.2 10 -6 介子 - 介子 - 273.2 0 0 10 -8 - 介子 - 966.3 １ 0 10 -8 重子反质子Ｐ - 1836.1 0 1/2 稳定 - 超子 - 2342.6 １ 1 10 -10 - 超子 - 2584.7 ２ 1/2 10 -10 - 超子 - 3277.9 ３ 0 10 -10 * 质量以电子质量为一,其它质量为电子质量的倍数。从表中可以明显看出,作为电磁相互作用,电子、 - 子、反质子是最相似的,且也是寿命较长的。 - 子之所以催化满足不了要求,是因为它的寿命嫌短了些。而反质子也是可以催化核聚变的。作为反物质粒子的反质子,除有电磁相互作用外,还有核力相互作用,即在距原子核太近时会被拉入原子核,与核内质子湮灭; 同时在遇到质子时也会发生湮灭而消失。由此反质子在催化核聚变中的寿命就不是反质子的寿命,而是反质子在催化核聚变系统中湮灭的时间了。用反质子催化核聚变当然要首先花费能量生产反质子。在催化核聚变或控制过程中,反质子又可能与质子湮灭,其又将能量释放在反应系统中,即生产反质子的能量又会在聚变系统中得到回收,所差值只是在能量转换中的效率损失部分。而反质子催化的核聚变放出的能量则成为净获得能量。这从能量收益上应当是更易盈余的。由此反质子催化核聚变可能是人类将来能源的较优形式。四反质子催化核聚变的估计反质子的质量是电子质量的1836倍,由(2)、(3)式可知,其奇特原子半径将会变小1836倍,核振动能将会增大43倍,由此聚变反应 : （ｐ + ＋ｄ）ｐ- ── ３Ｈｅ＋＋ｐ - ＋5.4Ｍｅｖ（ｄ＋ｄ）ｐ- －──ｔ＋ｐ＋＋ｐ - ＋4.03Ｍｅｖ（ｄ＋ｄ）ｐ- －── ３Ｈｅ＋ｎ＋ｐ - ＋3.26Ｍｅｖ（ｄ＋ｔ）ｐ- －── ４Ｈｅ＋ｎ＋ｐ - ＋17.59Ｍｅｖ发生的几率将大大增加,在常温下也会有可观数量的聚变反应发生。在只考虑电磁相互作用及湮灭的情况下,反质子催化核聚变的产额为 : 　　　　　　　（４）其中ｄ为反应系统中氘的密度, ｐ为反应系统中质子(氢)的密度, ｃ为反质子催化循环率, 为反质子在反应系统中的漏失(损失)率, ｐｐ- 为反正质子的湮灭截面,Ｗ为聚变反应中产生质子的权因子。由此可以看出聚变反应率的大小完全由系统中质子的多少而定,即向系统中充入氢气可以有效的控制聚变反应的进行。这显然对控制、利用聚变能是极有利的。事实上反质子在系统中的损失是不可能为零的。因为除反质子与氢湮灭外,还有可能与原子核内的质子发生湮灭。这种原子核可能是反应物中的原子核,也可能是系统结构材料的原子核。由此在设计装置时,应尽可能避免使反质子与反应物质外的其它物质如装置的壁材料接触。任何一个能源装置,都必然的要不断填入燃料,不断排出废物,由此反应系统中决不会是一个定态过程。为了保持系统能量输出的稳定性,则要使系统中的燃料、催化剂保持在平衡态,即要不停的补充损耗的燃料及催化剂,不停的排出废物。且这应是一个平衡态过程。在平衡态的情况下,单位体积中损失的反质子数为: ｎ＝ｄｐ- ＜ｖｄｐ- ＞＋Ｗｄｃｐ-ｐ + 　　　　　　（６）其中ｄ、ｐ- 为系统中反质子的密度,＜ｖｄｐ- ＞是乘积ｖｄｐ- 在速度空间的统计平均值, ｐ-ｐ + 是反质子与氘核内质子湮灭截面。这里略去了反应装置壁材料与反质子的湮灭损失项。稳定运行要求补充的反质子等于损失的反质子数。如单纯从反质子损耗来看,选择氘氚聚变反应为优,因为这一反应不存在生成质子的反应道,故反质子与质子的湮灭也就不存在了,反质子的损失全由氘氚核内质子与反质子湮灭决定。这样,一个反质子可以催化的聚变数就大大增加了。当然这时又带来了氚的防护安全问题、氚燃料来源问题及反应产生的14.1Ｍｅｖ的高能中子带来的问题。为避免放射性带来的问题,选用氘氘聚变可能更好,但这时反质子的损失将会大些。因氘氘反应中有一道产生质子的反应道。反质子催化核聚变的可能性正如子催化核聚变一样。早在1978年就观测到了质子、反质子组成的原子态──质子素不同能级间ｘ射线跃迁的Ｌ线〔3〕 ,当时这一实验花了很长时间。而在西欧核子研究中心的低能反质子环（ＬＥＡＲ）运行后,在其上很快进行了质子反质子原子ｘ射线跃迁的测量〔4〕。这就证明反质子可以和质子组成稳定的原子,而并不是马上湮灭。可见反质子亦可与氘、氚组成奇特原子共振分子,即反质子可以催化核聚变反应。要想证实反质子催化核聚变并不困难,因为已经有ＬＥＡＲ在运行了。只要将〔4〕实验测量的装置反应室里的氢换成氘或氘氚气体,测量射线的探测器换成测量中子的探测器则可。这些都是现成的装置及测量技术,只是为新的研究进行新的组合。五太阳能源的猜想现在认为太阳上的核聚变过程为 : 这是碳氮氧循环。其都是氢聚变成氦的过程,有中微子产生。而现在认为太阳中心温度为1.5１０７Ｋ,其等离子粒子平均动能仅为1.3ｋｅＶ左右。这样大的动能下距克服核位垒相差尚远。更不要说太阳表面温度仅为6000Ｋ（等离子粒子平均动能仅为0.8ｅＶ左右）,要实现核聚变更难,故一般认为核聚变反应只发生在太阳核心部分。而事实上观察到太阳表面有光斑、谱斑、米粒组织、网斑、针状物、耀斑、日珥、黑子等等,这些都是在太阳近表面有聚变反应甚至激烈聚变的迹象。尤其太阳中微子与黑子的逆相关关系,更表明核聚变是发生在太阳的近表面部分。这也就是说太阳表面进行的是低温低压核聚变反应,这种反应只能是催化核聚变反应。太阳上的催化核聚变反应不可能是子催化核聚变,也不可能是寿命更短的负荷电粒子催化核聚变反应,只能是反质子催化核聚变。由于反质子催化核聚变过程中必然要与氢发生湮灭反应,并放出能量。估计在太阳上每个质子平均可能要催化二百次左右氢聚变成氦的反应,而后湮灭。这样太阳上放出的能量表象上湮灭反应能与核聚变反应能各占一半左右,而实质上太阳能源完全是靠正、反物质湮灭能所提供。这存在很多问题。这里只先简要猜测说明,大量的研究尚待以后深入发展。太阳上的反质子是从那里来的？太阳上的反质子是太阳上所具有的。即太阳核心部分是由反物质组成的,其质量大小为太阳质量的小一半左右。也就是说恒星都是反、正物质构成的,星球内外层是由反、正两种不同的物质组成。恒星能源是正反物质湮灭所放出的能量。太阳上的正反物质为什么能共处在一起？而不是马上湮灭？反正物质只有在单粒子状态下相遇才会湮灭,而在各自组成团后,团与团是不可能发生湮灭反应的。即在星球内层的反物质是以原子或原子核状态存在,且其都是核子数大于４的元素,即是由氦核以上的原子组成。要想使正反氦核湮灭,其库仑位垒是第一道障碍,核力位垒是第二道障碍。由此要想湮灭必须首先将原子核分裂开成核子,而后反正核子才可能湮灭。这就需要有极高的温度压力才可能。如要想把氦核分成核子,则要求有大于核结合能的能量(大于25ＭｅＶ)才行。这也许正是恒星内核具有高密度的原因。这与恒星演化的现实理论矛盾吗？确有矛盾之处,但也有相融之处。现在认为也被观测所证实,恒星是由旋转着的星云收缩而形成的,而这旋转着的星云存在着的电磁场正好使产生的正负带电粒子运动指向相反,若负电粒子向内,则正电粒子则向外,由此形成了正反物质的内外分布。这显然也同时解释了正反物质在宇宙中不对称的矛盾。即正反物质是对称的,且它是对称在星球自身上。这与现代恒星最后演化成为黑洞的说法不相融。因为恒星的最后结局是组成它的物质几乎都变成辐射能失去了,不大可能收缩成黑洞。这与大爆炸宇宙论相矛盾吗？从表面上看没明显的矛盾。但从骨子里这是不同的观念引伸出的不同认识。大爆炸论认为宇宙有个开始,即宇宙有时空的绝对零点,宇宙中的一切都在这时空中的特定位置上发生发展着.而这正反物质共同构成的星球、星系,是允许星球、星系及宇宙中的一切物质运动可以产生、发展以至死亡的发展变化的,但宇宙并不存在一个特定的时空零点,更没有一个特定的终点。至于由反正物质组成宇宙,对所谓支持大爆炸的观测事实,如微波背景３Ｋ辐射、星体红移等,可以有另外的解释,而不一定是特定支持大爆炸的膨胀说法。这与现代粒子物理矛盾吗？不,这恰好为粒子物理提供了又一大研究课题。粒子与反粒子的相互作用,尤其是不同粒子反粒子的相互作用,其是现在所认识的物质相互作用还是又有新的相互作用形式呢？它们会怎样共处在一个系统中呢？等等。这与现代核物理观念矛盾吗？并不,这里提出了核物理的几个新领域,催化核聚变或催化核反应,这可能是使核反应应用的一个新途径,还可能给加速器越做越大一个转机。同时还有正物质原子核与反物质原子核的共处问题研究,即它们会不会形成一种密度极高的物质形态？它们的相互作用怎样？等等。当然,还可以提出很多很多问题。宇宙中人们未知的东西很多,而隋着认识的深度广度的发展,人们会提出更多的问题。尤其是人不能直接与之发生相互作用的事物,认识起来就更加困难,主要是靠间接的推论、猜想与观察、实验。这样在没有确定结论前,应当是百花齐放百家争鸣,这才有利于认识的发展。只是一种模式,到一定程度后,认识只能会停滞不前。尤其只在一种模式下,靠加各种修正,类似在本轮上加均轮的方法来加深认识,更易将人引入认识的岐途。参考文献 . John N.Bahcall 科学 9(1990) 9. . L.W.Alvarez et al. Phys. Rev. 105 (1957) 1127. . E.G.Auld et al. Phys. Lett. 77B,4,5 (1978) 454. . S.Ahmad et al. Phys. Lett. 157B,4 (1985) 333.; 个人分类: 生活点滴|618 次阅读|3 个评论

核聚变的话题: liwei999 2010-10-28 21:21; 核聚变的话题。 (162663) Posted by: mirror Date: June 20, 2008 09:56PM 核聚变在自然界里有，太阳就是一个身边的事例了。氢弹也是一个身边的事例，属于非可控的爆炸现象。人类利用核能成功的事例是裂变，也是属于利用宇宙进化后的化石燃料了。利用核聚变则是一个与当年宇宙进化同等的过程，难度当然大。上帝对人们利用裂变也是偏爱，中子在裂变中是增殖的反应。利用介子做媒介，也可以降低核聚变的难度。但是介子本身的寿命有限，2微秒的样子，而且造一个介子的能量比撮合一组反应可以得到的能量高一千倍。也就是说，在短暂的人生里，要撮合成一千对反应才刚够本儿。实验的结果是最好的能撮合一百对，此路不通。核聚变的条件可以简化成等离子体压力x高温（1－2亿度）束缚时间＝5（大气压x秒）。正规军有两派：磁场束缚（托卡马克）和惯性束缚（强激光场）。都是花钱的大户人家。还有个潜流就是低温核聚变了。按方博士分类就是民科了。镜某的判断是：现象很可能有，但是没有实用价值。因为反应的效率太低了。比如一个星期的反应形成了10e12个反应。听上去很多的样子。但是物质数量的本底是10e22，如何验证有这个反应都很成问题。质谱根本就不能证明有新反应，所以不要拿质谱来说事儿。能否有这个研究的自由？镜某以为可以有、也应该有。但需要有个比例限制，比如在1％以下。这类异端的存在虽然很烦人，但是养孩子不也很烦人么？也得养不是？ -------- 就是论事儿，就事儿论是，就事儿论事儿。; 个人分类: 镜子大全|3003 次阅读|0 个评论

我对狭义相对论中惯性质量、能量两物理量的看法: chenfap 2010-7-12 20:24; 我对狭义相对论中惯性质量、能量两物理量的看法目前对狭义相对论中惯性质量、能量两物理量的流行看法是：惯性质量可分为静止质量与运动质量，能量也可分为静止能量与运动能量。在牛顿力学中,由于要满足伽利略变换,由能量守恒定律可推出质量守恒定律 ,故在牛顿力学中，能量守恒定律与质量守恒定律可同时成立。狭义相对论满足洛伦兹变换，但由能量守恒定律式（6）推不出惯性质量守恒定律式（7）。而且不难看出，若式（6）成立则式（7）不可能成立，这就是说，在狭义相对论中，能量守恒而质量不守恒！既然能量守恒，一个体系的能量总量就没有变化，当然也就没有质量变成能量了。惯性质量不守恒，就表示一个体系的惯性质量总量要发生变化，对基本粒子的研究表明，质量的变化发生在基本粒子的裂变或聚变之时。基本粒子在裂变或聚变之时，为何惯性质量不守恒呢？这可能跟基本粒子的稳定性有关。以上就是我对狭义相对论中惯性质量、能量两物理量以及能量守恒和质量不守恒的来源的全面看法。既然李维博主认为我的博文的结论（质量没有变成能量!）是不合理的，我希望他也发表一个全面的看法，包括惯性质量、能量两物理量的定义，守恒定律，以及质量如何变成能量？便于博友、网友们评论，我觉得这个要求是很合理的。参考文献 Schwarz P.M.and Schwarz J.H.,Special Relativity, 2004,Cambridge University Press,Cambridge,UK. 郭汉英,狭义相对论中的质量、能量与对称性，现代物理知识，20卷2期(2008 年),31. 曹则贤，质量与质量的起源，物理,37卷5期(2008年),355. 几句题外的话：----- 还想说几句题外的话。李维博主在其博文《陈老师相对论质能关系纠正的再纠正》中提到，在过去的行文中如有伤害老先生感情的地方，镜某在这里赔不是了；从一般的角度看，在讥讽过别人泰山鸣动，老鼠一匹和骂过别人矫情之后，能主动提出赔不是，这行为是值得赞扬的。可是对泰山鸣动，老鼠一匹之讥讽、对矫情之骂，我没有在意，我也没有感到被伤害了感情，（但我对他的行为有些疑问，这个问题下面再谈。)因此我觉得，对我就不必赔不是了。我希望的是能有一个公平合理的、以讨论学术问题为主的评论环境。为什么说，我我对他的行为有些疑问？把日程列出来就不无令人怀疑之处： 7月3日---上午，泰山鸣动，老鼠一匹博文完成。 7月4日---下半夜，在科学网发表泰山鸣动，老鼠一匹博文。可能同时或者稍前也在另一家网上发表，我是先在另一家网上看到此文的。可是竞未在我的博客上（而且正在说明何以质量没有变成能量）发表评论。值得注意的是，该文在评论我的博文和讥讽之前，还说了如下一段话：实名上网的一个弱点就是要负责任。有些事情因为身份、地位的约束，不好胡乱说。也许当事人并不认为自己在胡说，但是客观效果却不然。如果陈老师不亮身份、不说是物理教授，用这类题目这样说事儿吸引眼球也是允许的。但是亮了身份，事态就变得很尴尬了。 7月10日---我发表博文《另一类质量变能量的看法何以也不正确》，是针对《泰山鸣动，老鼠一匹》写的，但我完全是讨论学术问题，关于泰山鸣动，老鼠一匹的讥讽我完全没有提及。以 mirror的名义对我的这篇博提出了五次评论。他是科学网的博主，为何要要用游客的名义呢？结合他之前对亮身份的论述，似乎是有所考虑的。他的第一个提问是问如何解释正、负电子湮灭？我从理论上作了一些解释，然后他步步进逼，骂我矫情。对我的博文有夸大缺点之嫌，似乎要把我引入陷阱。这样我就感到讨论环境不是公平合理的，不是以讨论学术问题为主。因此我不愿意参加不是公平合理的，不是以讨论学术问题为主的那种无益的口水战。; 个人分类: 未分类|7351 次阅读|7 个评论

另一类“质量变能量”的看法何以也不正确: chenfap 2010-7-10 13:41; 另一类质量变能量的看法何以也不正确曾听说过一种看法，即认为一质点（或粒子）体系的能量可划分为质点静止能、质点运动能、质点之间的势能三种形式，这三种形式的能量（静止能、运动能、势能）可以互相转化。有人根据这种看法来解释核裂变和聚变中的质量亏损。; 个人分类: 未分类|4510 次阅读|7 个评论

mirror - 什么是技术？: liwei999 2010-6-6 19:47; 什么是技术？ (1127 bytes) Posted by: mirror Date: June 05, 2010 09:52PM 陈老师有文章《中国人再造了一个太阳，牛！！！》（），镜某读后忍不住想发些牢骚。当然牢骚不是对着陈老师，因为他不过是个被误导了的外行人。问题的根子在科学院那里。科学院的网站上有介绍全超导托卡马克核聚变实验装置的网页（），那里的说法才是误导局外人的根源。引用: 2006年9月28日，中国耗时8年、耗资2亿元人民币自主设计、自主建造而成的新一代热核聚变装置ＥＡＳＴ首次成功完成放电实验，获得电流200千安、时间接近3秒的高温等离子体放电。的说法应该有另外的读解。所谓自主设计，是说按照自己的承受能力提出设计指标；所谓自主建造，是说买来关键部件后自己安装起来。支撑全超导托卡马克核聚变实验装置的核心技术是什么？第一是超导磁线圈的设计和制造，第二是对等离子体的加热技术。虽然对高温等离子体的控制和炉体材料也重要，但是在现阶段（ＥＡＳＴ的档次）还不是大问题。对于从受控核聚变获取能源镜某不抱期待。如果能通过建造这样的设备掌握做超导磁铁的技术，这样的科学投资也就不冤了。在科学工程上都不能有一说一的话，在其它领域里说实话就更难了。这也算是个中国特色吧。就是论事儿，就事儿论是，就事儿论事儿。 http://www.starlakeporch.net/bbs/read.php?1,64227; 个人分类: 镜子大全|2999 次阅读|0 个评论

中国人再造了一个太阳，牛！！！: STS 2010-6-6 00:08; 太阳为什么会永远发光，永远能量不减，这是因为在高压高温条件下，太阳从里面到表面都在发生聚变反应。正是因为这些聚变反应释放出大量能量，使太阳上亿年源源不断发出光和热。随着核聚变研究的深入，世界各国科学家逐渐达成了一个共识，即如果制造一个装置实现受控热核（聚变）反应堆，可以得到无穷尽的清洁能源。托卡马克 (Tokamak) 正是这样一种利用磁约束来实现受控核聚变的环性容器。它的名字 Tokamak 来源于环形 (toroidal) 、真空室 (kamera) 、磁 (magnit) 、线圈 (kotushka) 。最初是由位于苏联莫斯科的库尔恰托夫研究所托卡马克的阿齐莫维齐等人在 20 世纪 50 年代发明的。早在 1933 年，既发现核裂变现象五年前，人类就发现了核聚变。虽然核裂变比核聚变发现得晚，但是很快就实现了核裂变爆炸。随着受控核裂变发电获得成功，世界范围内大规模核电站建设迅速展开，并投入商业运行。二十世纪后半叶，各种类型的核电站在世界范围内得到了异常迅速的发展。它们的原理都一样，利用铀等大原子量的重元素原子核的裂变，释放出巨大的能量，这就是人们所说的重核裂变，简称核裂变。事实上在元素按原子量大小排列的另一端，小原子量的轻元素氢的原子核的聚合，也会产生巨大的能量。在氢原子核的聚合中，又以它的同位素氘和氚的原子核的聚合最容易实现。它被称为轻核聚变，简称核聚变。在核聚变实现后，同样，人们也试图能和平利用受控核聚变，如建立受控核聚变发电厂。但是，人类发现核裂变半个多世纪过去了，受控核聚变的研究进展缓慢，与受控核裂变的研究情况不同，受控核聚变至今还没有实现可利用的能量输出。因此，人们提出了托卡马克的设想。托卡马克的中央是一个环形的真空室，外面缠绕着线圈。在通电的时候托卡马克的内部会产生巨大的螺旋型磁场，将其中的等离子体加热到很高的温度，以达到核聚变的目的。目前，世界上已建成的托卡马克装置包括：美国普林斯顿大学由仿星器 -C 改建成的 ST Tokamak ；美国橡树岭国家实验室的奥尔马克；法国冯克奈奥罗兹研究所的 TFR Tokamak ；英国卡拉姆实验室的克利奥（ Cleo ）；西德马克斯 - 普朗克研究所的 Pulsator Tokamak 。 2006 年 9 月 28 日，中国耗时 8 年、耗资 2 亿元人民币自主设计、自主建造而成的新一代热核聚变装置ＥＡＳＴ首次成功完成放电实验，获得电流 200 千安、时间接近 3 秒的高温等离子体放电。 EAST 成为世界上第一个建成并真正运行的全超导非圆截面核聚变实验装置。目前，EAST仍然是世界上最先进的托卡马克装置，许许默默无闻的科研人员还在为他而努力奋斗！; 个人分类: 评论|5588 次阅读|3 个评论

脱壳被喷发出去后怎样形成的星球: liuyuejin 2010-1-23 12:47; 行星的形成是因为恒星表面的高温与刚刚来到恒星表面的氢相遇，而形成的高温气体脱壳和构筑表壳时因裂变时高温表面形成元素汽化物脱壳，被氘核聚变产生的喷发，推到各自的轨道上去。如海王星它是太阳系第一颗气态行星，在它之初就是因为刚刚浮出以氘为主体的恒星表面就被加热成为高温气体积聚在恒星表面上，形成了第一个脱壳，在氘的核聚变喷发后，脱壳就像气球一样被吹了起来，吹得越来越大，越来越大，最后终于停了下来，停在了今天的海王星轨道上，由于被吹出去的大球是带着太阳的角动力，它是转动的，这个大球上下的物质很快就向轨道面压缩，在压缩的过程中像一块聚拢，在引力的作用下渐渐地形成团，最后凝聚成一个球体。这一幕与 2002 年 1 月麒麟座 V838 是一样的。为什么在我们周围很少能看到这一景观，这时因为我们的银河系早已进入收缩阶段，星系形成时的早期恒星早已消失，晚一些的早已进入了恒星的黄段，这个时期早已过去，所以很难看到。要想看这一景观可以到其他星系去找，如棒旋星系 NGC — 1300 那有两条年轻的悬臂，清晰可见。恒星的蓝段，过渡当中的喷发和喷发过后的黄段恒星。; 个人分类: 生活点滴|1202 次阅读|0 个评论

转载：美国科学家明年将点燃“人造太阳”: boyc 2008-12-29 22:32; 美国的科学家目前正在进行一项模拟太阳内部热核聚变的实验，该实验将用一粒不超过针头大小的核燃料来产生1亿摄氏度的高温和超过地球气压数十亿倍的高压。如果实验取得成功，人类未来将有望拥有取之不尽、用之不竭的新能源。　　实验将于明年春季结束　　这项耗资12亿英磅的核聚变实验将于明年春天结束。美国国家点火机构(NIF)的科学家们将利用激光聚焦于氢燃料之上以产生激光聚变。每束激光持续时间大约为十亿分之一秒，浓缩了相当于美国所有发电站1000倍总功率的能量。在核聚变反应室内将因此发生一次剧烈的爆炸，并产生巨大的能量。科学家们实验的目的就是利用一粒不超过针头大小的核燃料来产生1亿摄氏度的高温和超过地球气压数十亿倍的高压。如果实验能够成功，将标志着具有实际意义的核聚变发电站建设已经迈出了第一步，人类将拥有一个取之不尽、用之不竭的能量来源。随着矿物燃料储量的不断减少，各国政府正在寻找一种清洁的能量来源，核聚变发电站也许可以帮助人类解决能源危机问题。而且，作为核聚变反应的必要燃料，氢是地球上最丰富的资源之一。　　国家点火机构项目主任埃德-摩西斯介绍说，我们正在努力制造出与太阳一样的内部环境。核聚变将成为世界上所有能量的来源，其实也就接近了真正的太阳能量。这确实是一个令人兴奋的物理学成果，可以帮助人类解决许多重大的社会、经济和全球难题。在国家点火机构内，经过多重透镜折射、镜面反射以及放大器放大，一个单独的红外线激光将变成一束能量超过家用灯泡功率100亿倍的激光柱。为了防止有灰尘、杂物等混入激光柱，装置内必须首先要做无尘处理。然后，研究人员再将该激光柱转变为192束单独的紫外线激光柱，照向目标反应室的聚变舱中心。当激光柱照射到聚变舱内部时，将在数十亿分之一秒的时间内产生高能X光射线，压缩燃料球芯块直至其外壳发生爆裂。燃料球芯块外壳爆裂会产生一种同样大小的反向作用力，向内压缩燃料，直到引起燃料内部的核聚变，从而产生巨大能量。　　虽然科学家们也尝试了其他种核聚变发生技术，但从已完成的实验效果看，激光技术是目前最有效的手段。如果一切顺利的话，国家点火机构将具备每五个小时点燃一次激光并激发一次核聚变的能力。但是，一个稳定的核聚变发电站需要每秒大约十次的核聚变点火。目前，国家点火机构正准备与英国同行们加强合作，共同致力于核聚变发电站的研究和建设。欧洲的高功率激光能源研究设施的目标就是建造一个每两分钟就可以点燃一次核聚变的激光动力反应堆。国家点火机构将使用192个激光束来触发微型冻氢颗粒中的核裂变，所有激光束都比目前工作的激光束要强大得多。国家点火机构负责人爱德-莫斯教授说，我们的目标是实现一种核裂变形式，这样我们就可以从中取得比投入的能量多得多的能量，这便意味着有可能进行持续不断的核反应--这种聚变可被用来生成能量流。　　有望带来人类能源革命目前的核电厂和核武器都是采用核裂变的方式来获得能量。然而，由于这种获得能量的方式采用的是对人体和环境造成极大破坏的放射性物质，核武器已被国际社会禁用，核裂变电厂也将渐渐退出能源舞台，最终登上能源舞台的就是核聚变，能源革命可能到此为止，以后人类将因为核聚变发电的成功而不再受能源匮乏的困扰。核聚变反应堆又称为人造小太阳，因为太阳和其他恒星本身就是一个巨大的核聚变反应堆，它们内部有大量氢的同位素氘(又叫重氢)和氚(又叫超重氢)。在太阳高温高压的环境下，这些氘原子和氚原子不停地撞击而进行聚变反应，因此产生了照亮整个太阳系的巨大热量。科学家要想让氘原子和氚原子在特殊的位置发生碰撞并且发生聚变，需要1亿摄氏度以上的极高温环境。用核聚变原理造出来的氢弹就是靠先爆发一颗核裂变原子弹而产生的高热，来触发核聚变起燃器，使氢弹得以爆炸。但是，用原子弹引发核聚变只能引发氢弹爆炸，却不适用于核聚变发电，因为电厂不需要一次惊人的爆炸，而需要缓缓释放出来的电能，也就是需要可控核聚变。多少年来，可控核聚变反应的梦想一直被许多科学家认为不可能实现。但是，科学家们最近进行的一些实验表明，处理如此高温的物质虽然十分困难，但也并非不可能。激光技术的发展，使可控核聚变的点火难题有了解决的可能。目前，世界上最大激光输出功率达100万亿瓦，足以点燃核聚变。除激光外，利用超高温微波加热法，也可达到点火的温度。在最初的研究中，加热和容纳等离子体所需的能量超过了核聚变反应所产生的能量。也就是说投入大于产出，因此有科学家称核聚变反应器是核物理学家的一个价格昂贵的玩具。由此，1997年美国停止了核聚变反应的研究。然而没过多久，英国的欧洲联合实验室和日本的JT-60核聚变反应器都成功地使核聚变产生的能量大于它消耗的能量。日本研究核聚变反应甚至能达到5.2亿度的高温，每分钟产生的能量比消耗的能量高出25%。这项研究进展打消了一些国家政府的疑虑，进而重新投入资金研究核聚变反应。; 个人分类: 未分类|4772 次阅读|1 个评论

人造太阳：中国环流器二号A装置: suqing1961 2008-7-29 13:26; 本文将刊登在2008年《中国科技教育》第8期封面故事栏目能源短缺尤其是化石能源的日趋枯竭，已成为制约未来人类社会发展的重大瓶颈。 20 世纪上半叶核聚变现象的发现和应用，激励着科学家不断探寻获得人工控制下的核聚变反应，并由此建造能像太阳一样源源不断发出巨大的光和热的新型能源装置。成都。核工业西南物理研究院。一个呈橘红色、椭圆形、放射状的庞大实验装置，安放在该院聚变科学所的实验大楼内。这就是中国的人造太阳装置中国环流器二号Ａ（简称 HL -2A ）。它是我国第一个具有偏滤器位形的托卡马克装置，其中央为一环形的真空室，外面缠绕着无数线圈，通电时其内部会产生巨大的螺旋型磁场，它可以约束高温（通常为上亿摄氏度）高压极端条件下的等离子体。该装置的目的是探索利用磁约束原理来实现受控核聚变。 2006 年， HL -2A 的运行参数达到等离子体电流 430 kA ，纵向磁场 2.7 T ，并实现了在高等离子体电流条件下连续 23 次的重复稳定放电。这是继 HL -2A 2003 年成功实现偏滤器位形放电以来，我国核聚变装置取得的又一重要成果。 2006 年 12 月，通过利用兆瓦级电子回旋共振加热等手段， HL -2A 内的等离子体电子温度跃升到 5 500 万摄氏度，朝核聚变装置点火所需的上亿摄氏度高温迈进了一大步，成为迄今我国磁约束核聚变装置达到的最高等离子体电子温度，标志着我国磁约束核聚变研究跃上了一个新台阶。 2007 年， HL -2A 的物理实验又取得了一批国际创新性的成果：在国际磁约束聚变研究领域，首次发现了自发产生的粒子输运垒存在；首次观测到与理论一致的准模结构；首次证实低频带状流的环向对称性现象。这是我国科学家对磁约束聚变等离子体物理做出的新贡献，表明我国在高温等离子体输运物理研究方面已步入国际前沿。与此同时，西南物理研究院还自主研制了兆瓦级中性束加热系统，并成功地应用于 HL -2A 装置的物理实验；首次成功研发了国内最大功率中性束离子源（单个离子源离子束功率达 0.8 兆瓦以上），填补了我国在大功率中性束加热领域的工程技术空白，成为我国在核聚变关键工程技术方面的又一项重大技术突破。中性束加热是当今核聚变能源研究及未来聚变堆的主要加热手段之一。大功率离子源是中性束加热系统的核心关键部件。目前，只有日本和欧美等少数西方发达国家掌握了大功率离子源的研制技术。西南物理研究院 HL -2A 兆瓦级中性束系统的成功研制和应用，标志着我国大功率中性束加热技术取得了突破性进展，表明我国已具备开展中性束注入条件下聚变等离子体物理实验研究的能力。这不仅极大地提升了我国核聚变的工程研制能力和实验研究水平，也为我国未来聚变堆的自主研发和运行奠定了必备的工程技术基础。核聚变研究的最终目标是建成聚变能核电站，这是一种具有经济性能优异、清洁安全可靠、无环境污染等优势的核电站。这一目标的实现将为人类提供取之不尽、用之不竭的新能源。摄影：核工业西南物理研究院宣传部柯崎; 个人分类: 科坛漫步|5166 次阅读|1 个评论

更多...

帐号		自动登录	找回密码
密码			注册

关闭 安全验证

标签: 核聚变

相关帖子

相关日志

关闭安全验证