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解谜“通古斯大爆炸” Solving the Mystery of the Tunguska Explosion
wja2019 2020-3-3 02:22
摘要: 本文首次提出了通古斯大爆炸的“岩爆”模型和“岩爆”+“核爆”模型,并用这二个模型分别解释了通古斯大爆炸产生的所有异常现象,为通古斯大爆炸之谜的破解向前迈进了一大步。 Abstract: in this paper, the “rock burst” model and the “rock burst” + “nuclear explosion” model of the Tunguska explosion are proposed for the first time, and all the abnormal phenomena generated by the Tunguska explosion are explained by these two models separately, which is a great step forward for solving the mystery of the Tunguska explosion. 关键词: 通古斯大爆炸、岩爆、陨石爆炸、热核反应、核爆炸 Keywords: Tungus explosion, Rockburst, meteorite explosion, thermonuclear reaction, nuclear explosion 引言: 通古斯 大爆炸【1】,【2】是1908年6月30日上午7时17分( UTC 零时17分)发生在现今俄罗斯 西伯利亚 埃文基自治区 上空的爆炸事件。爆炸发生于 通古斯河 附近、 贝加尔湖 西北方800公里处。通古斯大爆炸所产生的异常现象归纳如下: 1. 释放的能量巨大:估计爆炸威力相当于2千万吨TNT炸药,或相当于1000颗广岛原子弹!超过2,150 平方公里 内的8千万棵树焚毁倒下。据报道,当天早上在 贝加尔湖 西北方的当地人观察到一个巨大的火球划过天空,其亮度和太阳相当,几分钟后,一道强光照亮了整个天空,稍后爆炸产生的 冲击波 将附近650公里内的窗户玻璃震碎,并且观察到了 蘑菇云 的现象。这个爆炸被横跨欧亚大陆的地震监测点所记录,其所造成的气压不稳定甚至由在当时英国刚被著名科学家发明的气压自动记录仪所侦测; 2. 天空出现异常:爆炸后的几天里,通古斯地区方圆9000英里的天空,被一种阴森的橘黄色笼罩,大片地区连续出现了 白夜 现象,亚洲与欧洲的夜空呈现出暗红色。在美国的 史密松天体物理台 和 威尔逊山天文台 也观察到大气的透明度至少数个月有降低; 3. 爆炸时英国伦敦的许多电灯骤然熄灭,一片黑暗; 4. 爆炸地区土壤被 磁化 ; 5. 爆炸地区的树木生长速度加快;年轮宽度由0.4—2毫米增加到5毫米以上;某些动物出现遗传变异,驯鹿都得了一种奇怪的皮肤病枣癞皮病等等; 6. 没有发现任何陨石坑;但意大利核物理学家用 重同位素 法测试出,1908年被击毁的冷杉,微量元素的含量比其它年份的含量高,而这些微量元素不可能来自地球。50和60年代的调查队在这个地区发现了极小的玻璃球洒在土地上。化学分析显示球内含有大量的镍和铱—在陨石中常见的金属,而且也确定它们是来自地球以外的。 7. 没有辐射异常的迹象,这表示不是自然的核自爆现象。 一系列的未知与疑惑,使得通古斯大爆炸100多年来,诞生了各种说法, 总体说来,可以归纳为“ 陨石撞击说 ”、“ 核爆炸 说”、“ 外星飞船 爆炸说”, “反物质说”和“彗星撞击说”5类。 每个说法有一定的道理,而每个说法又经不起推敲。所以,至今也没找到一个十分合理的解释。 本研究的目的是破解通古斯大爆炸之谜,对通古斯大爆炸所产生的各种异常现象给出合理的解释。本研究是在“狭义相对论的修正”【3】、“基于宇宙膨胀的地球动力学”【4】以及“宇宙膨胀-岩爆的能量来源”【5】等研究成果的基础上的进一步研究。 一、猜想1:通古斯大爆炸是小行星进入大气层后产生巨大“岩爆” 1、通古斯大爆炸的“岩爆”模型 由公式(5.31)【3】可知,构成物体的原子或离子的电子绕原子核运行的轨道半径随物体在以太中运行速度的增大而减小。由此可知,随着宇宙的减速膨胀既物体相对于宇宙以太系运动速度的减小,构成物体的原子和离子(含有轨道电子的离子)会不断变大。如果我们专注宇宙膨胀对固态物体的影响,就不难发现所谓“岩爆”【5】就是宇宙膨胀长期作用于固态物体而形成的弹性势能的突然释放这样一种自然现象。 我们可以将固体的形状都近似为球体以便于研究。如果一个固体球的表面保持不破裂(保持原子挨着原子)的话,那么固体球的表面积正比于构成固体球的原子的半径的平方,而固体球的体积则正比于原子半径的立方,所以,随着原子的膨胀,固体球内的应力会越来越大,而且越往内应力越大。由于宇宙内有些自然形成的固态物体如小行星或流星形成的年代达几十亿年以上之久,经过宇宙几十亿年以上的膨胀,聚集在这些固态物体内的应力是非常大的,当这些应力大于固态物体的结构力时这些固态物体就会发生爆炸。这就是为什么宇宙中存在那么多形状不规则的流星(陨石)的原因。因为质量小的行星完全凝固得非常早,随着宇宙的膨胀,许多固态行星内部的应力早就超过了其结构力而发生了爆炸(岩爆),由此形成了大量形状不规则的石头(陨石或流星)。 我们设想一个古老(比如说50亿年前形成)的固态小行星,由于经过了50亿年以上原子的膨胀,小行星内部的所积蓄的应力势能已经非常大了,小行星已经接近爆炸的临界点了。当这颗小行星进入地球大气层后,由于与大气层摩擦而升温,所以小行星内部的膨胀应力在不断升高而张力在不断降低,当小行星内部的膨胀应力超过了其结构力(张力)时便产生了“岩爆”,小行星解体同时释放出巨大的能量。从小行星解体分裂而来的碎块接着持续不断地爆炸(岩爆)而分裂直至被炸成带电粉尘而弥漫于大气层。这就是通古斯大爆炸的“岩爆”模型。 2、用通古斯大爆炸的“岩爆”模型解释通古斯大爆炸产生的异常现象: 1) 释放的能量巨大:估计爆炸威力相当于2千万吨TNT炸药,相当于1000颗广岛原子弹!超过2,150 平方公里 内的8千万棵树焚毁倒下。据报道,当天早上在 贝加尔湖 西北方的当地人观察到一个巨大的火球划过天空,其亮度和太阳相当,几分钟后,一道强光照亮了整个天空,稍后爆炸产生的 冲击波 将附近650公里内的窗户玻璃震碎,并且观察到了 蘑菇云 的现象,这个爆炸被横跨欧亚大陆的地震监测点所记录,其所造成的气压不稳定甚至由在当时英国刚被著名科学家发明的气压自动记录仪所侦测。 解答:我们知道在地球上在隧道或矿井的挖掘过程中产生的岩爆严重的可测到 震级 4.6级, 烈度 达7~8度,使地面建筑遭受破坏,并伴有很大的声响的地震。所以只要小行星形成的年代足够久远,质量足够大,其“岩爆”所释放的能量应当是可以达到2千万吨TNT炸药所释放的能量的。 2) 天空出现异常:爆炸后的几天里,通古斯地区方圆9000英里的天空,被一种阴森的橘黄色笼罩,大片地区连续出现了 白夜 现象,亚洲与欧洲的夜空呈现出暗红色。在美国的 史密松天体物理台 和 威尔逊山天文台 也观察到大气的透明度至少数个月有降低。 解答:由于小行星被炸成了带电粉尘而弥漫于大气层,所以爆炸区域的天空被这种阴森的橘黄色(粉尘)笼罩。由于这些粉尘会反射太阳光,所以会出现 白夜 现象;又由于红色光波的穿透能力最强,所以夜空会呈现出暗红色。由于这些弥漫于空中的粉尘非常细小所以下落得很慢,加上粉尘充斥的空间很大,达到的高度很高,粉尘散开的时间比较长,所以大气的透明度数个月才有降低。 3) 爆炸时英国伦敦的许多电灯骤然熄灭,一片黑暗;爆炸地区土壤被 磁化 ;爆炸地区的树木生长速度加快;年轮宽度由0.4—2毫米增加到5毫米以上;某些动物出现遗传变异,驯鹿都得了一种奇怪的皮肤病枣癞皮病等等。 解答:由于小行星被炸成了带电粉尘,这些带电粉尘随着爆炸冲击波的快速波动会产生强大的电磁脉冲,是这种电磁脉冲导致了英国伦敦电力系统的跳闸,从而导致许多电灯骤然熄灭; 也正是这种电磁脉冲或其中的高能微波导致了爆炸地区土壤被 磁化 、树木生长速度加快(年轮宽度由0.4—2毫米增加到5毫米以上)和某些动物出现遗传变异(如驯鹿得奇怪的皮肤病枣癞皮病等等) 4) 没有发现任何陨石坑;但意大利核物理学家用 重同位素 法测试出,1908年被击毁的冷杉,微量元素的含量比其它年份的含量高,而这些微量元素不可能来自地球。50和60年代的调查队在这个地区发现了极小的玻璃球洒在土地上。化学分析显示球内含有大量的镍和铱—在陨石中常见的金属,而且也确定它们是来自地球以外的。 解答:因为小行星所含应力是全方位的,在主“岩爆”所产生的高温作用下,小行星通过一连串次级“岩爆”被炸成了粉尘而弥漫于空中,所以没有留下任何陨石坑。由于小行星含有这些微量元素,大爆炸时含有这些微量元素的粉尘在爆炸冲击波的作用下进入了被击毁的冷杉中。在爆炸区域,高温将土壤中的玻璃颗粒熔化了,并与爆炸形成的粉尘微粒(熔融状态的)混合,爆炸完后就冷却凝固形成了这种极小的含有镍和铱—这些在陨石中常见的金属元素的玻璃球。 5) 没有辐射异常的迹象,这表示不是自然的核自爆现象。 解答:因为“岩爆”原则上是不会造成放射性污染的,除非小行星内含有放射性物质。 二、猜想2:通古斯大爆炸是由小行星进入大气层后产生的“岩爆”引爆了其内部的核聚变燃料(比如 氘和氚) 而产生的核爆炸 1、通古斯大爆炸的“岩爆”+“核爆”模型 A. 氢弹的原理和结构: 氢弹 是利用氢的同位素(氘、氚)的核聚变反应在瞬间释放大量能量的核反应装置。由于产生聚变反应的轻原子核都带有正电荷,所以只有当它们的速度很快时才能克服正电荷间的静电斥力而发生显著的聚变反应。当热核装料的温度很高(只有在1400万度℃以上的温度条件下,反应速度才大得足以实现自持聚变反应)时,组成装料的原子核就具备了很高的速度(从而有很高的动能)。利用这种办法发生的聚变反应叫热核聚变反应,简称热核反应。由于轻核中氢的同位素氘和氚原子核间的斥力最小。因此常常被选作氢弹的装料。氘氚原子核间的主要反应方式为:       D+T→ 4 He+n+17.6MeT 式中,D、T, 4 He,n分别代表氘核、氚核、 氦核及 中子。 图1 氢弹的大致结构如图1所示。在氢弹的弹壳里装有氘和氚或固态的氘化锂-6(为氢弹的核原料),多个原子弹以及由一般炸药所做的引爆装置。氢弹是利用原子弹爆炸时产生的高温高压点燃其热核原料而进行核聚变反应(或称为热核反应)的。当雷管引起一般炸药爆炸时,就将分开的核原料块迅速压拢,这样就产生了裂变反应既原子弹爆炸,同时立即产生了氘和氚聚变反应所需的超高温和高压,在这样的高温下氘和氚的核外电子都被剥离掉了,成为一团由裸原子核和自由电子所组成的气体,氘和氚以每秒几百公里的速度互相碰撞,迅速并剧烈地进行合成氦的反应,放出大量的聚变能量,这样就完成了氢弹的整个爆炸过程。由于热核原料装量没有临界质量的限制,所以氢弹可以做得很大,一般氢弹的爆炸威力可从数十万吨到数百万吨,甚至到几千万吨TNT当量。 B. 小行星是如何产生核爆炸的? 图2 猜想: 通古斯大爆炸是由一个几十亿年前形成的中心含有足够量的固态或金属态氘和氚的小行星进入地球大气层后在空中产生的核爆炸,如图2所示。当小行星进入大气层后由于与大气层的摩擦而升温,从而使得聚集在小行星内部的应力势能的突然释放既产生“岩爆”,“岩爆”使得小行星中心的压力和温度瞬间大幅度升高,从而使得处在小行星中心的氘和氚产生热核聚变反应既核爆炸。小行星进入大气层摩擦升温的过程相当于氢弹内的原子弹的引爆过程,小行星应力内能的释放导致的“岩爆”相当于氢弹内的原子弹的爆炸。最后都是氘和氚在高温高压下产生核聚变反应及氢弹的爆炸。小行星氢弹爆炸之后形成碎片继续产生“岩爆”直至全部变成带电粉尘。 由于原子量小于铁的元素都可在高温高压下产生核聚变反应而释放能量。不排除小行星的核爆炸是其它元素的核聚变反应产生的。 由于 氢是宇宙中含量最多的元素,大约占据宇宙质量的75%, 所以含有氘和氚元素的小行星或陨石应当是普遍存在宇宙当中的。 质量足够大的高应力小行星的爆炸威力完全可以与原子弹爆炸相比,所以是可以引爆热核反应的。 2、用通古斯大爆炸的“岩爆”+“核爆”模型解释通古斯大爆炸产生的异常现象: 1)释放的能量巨大:估计爆炸威力相当于2千万吨TNT炸药,相当于1000颗广岛原子弹!超过2,150 平方公里 内的8千万棵树焚毁倒下。据报道,当天早上在 贝加尔湖 西北方的当地人观察到一个巨大的火球划过天空,其亮度和太阳相当,几分钟后,一道强光照亮了整个天空,稍后爆炸产生的 冲击波 将附近650公里内的窗户玻璃震碎,并且观察到了 蘑菇云 的现象,这个爆炸被横跨欧亚大陆的地震监测点所记录,其所造成的气压不稳定甚至由在当时英国刚被著名科学家发明的气压自动记录仪所侦测。 解答:氢弹爆炸的威力是完全可达到2千万吨TNT炸药的。 2)天空出现异常:爆炸后的几天里,通古斯地区方圆9000英里的天空,被一种阴森的橘黄色笼罩,大片地区连续出现了 白夜 现象,亚洲与欧洲的夜空呈现出暗红色。在美国的 史密松天体物理台 和 威尔逊山天文台 也观察到大气的透明度至少数个月有降低。 解答:由于小行星被炸成了带电粉尘而弥漫于大气层,所以爆炸区域的天空被这种阴森的橘黄色(粉尘)笼罩。由于这些粉尘会反射太阳光,所以会出现 白夜 现象;又由于红色光波的穿透能力最强,所以夜空会呈现出暗红色。由于这些弥漫于空中的粉尘非常细小所以下落得很慢,加上粉尘充斥的空间很大,达到的高度很高,粉尘散开的时间比较长,所以大气的透明度数个月才有降低。 3)爆炸时英国伦敦的许多电灯骤然熄灭,一片黑暗;爆炸地区土壤被 磁化 ;爆炸地区的树木生长速度加快;年轮宽度由0.4—2毫米增加到5毫米以上;某些动物出现遗传变异,驯鹿都得了一种奇怪的皮肤病枣癞皮病等等。 解答:由于小行星被炸成了带电粉尘,这些带电粉尘随着爆炸冲击波的快速波动会产生的强大的电磁脉冲,是这种电磁脉冲导致了英国伦敦电力系统的跳闸,从而导致许多电灯骤然熄灭。也正是这种电磁脉冲或其中的高能微波导致了爆炸地区土壤被 磁化 、树木生长速度加快(年轮宽度由0.4—2毫米增加到5毫米以上)和某些动物出现遗传变异(如驯鹿得奇怪的皮肤病枣癞皮病等等) 4)没有发现任何陨石坑;但意大利核物理学家用 重同位素 法测试出,1908年被击毁的冷杉,微量元素的含量比其它年份的含量高,而这些微量元素不可能来自地球,显然,大爆炸与陨石有关。50和60年代的调查队在这个地区发现了极小的玻璃球洒在土地上。化学分析显示球内含有大量的镍和铱—在陨石中常见的金属,而且也确定它们是来自地球以外的。 解答:因为小行星所含应力是全方位的,在主“岩爆”及“核爆”所产生的高温作用下,小行星通过一连串次级“岩爆”被炸成了粉尘而弥漫于空中,所以没有留下任何陨石坑。由于小行星含有这些微量元素,大爆炸时含有这些微量元素的粉尘在爆炸冲击波的作用下进入了被击毁的冷杉中。在爆炸区域,高温将土壤中的玻璃颗粒熔化了,并与爆炸形成的粉尘微粒(熔融状态的)混合,爆炸完后就冷却凝固形成了这种极小的含有镍和铱—这些在陨石中常见的金属元素的玻璃球。 5)没有辐射异常的迹象,这表示不是自然的核自爆现象。 解答:因为小行星内的核聚变反应是由“岩爆”引发的,不是由原子弹爆炸引发的,所以不存在产生核裂变反应的核燃料(放射性元素),因此不存在放射性污染。 三、讨论: 1. 由于宇宙的膨胀,小行星或陨石内部都蓄积有应力势能,而且形成的年代越久远其内部蓄积的应力势能密度就越高;小行星或陨石的质量越大,其内部蓄积的应力势能就越大。所以小行星或陨石进入大气层普遍会发生爆炸。行星大爆炸是宇宙中普遍存在的自然现象。 2. 由于热核原料装量没有临界质量的限制,原则上氢弹或由其它核聚变原料制成的核弹是可以做得很大的。由此可知,宇宙中比通古斯大爆炸威力更大的行星是存在的,小行星或大陨石与地球相撞的后果比现在科学界预想的要严重得多。 四、结论: 通古斯大爆炸是由小行星进入大气层后因与大气层摩擦升温而引爆的空中大爆炸,这种大爆炸或是由小行星内部所蓄积的应力势能的突然释放产生的巨大“岩爆”,也或是由“岩爆”所引发的核聚变反应产生的 “核爆炸”。 参考文献 【1】 徐道一. 通古斯大爆炸简介 . 灾害学, 1986(01):115-117. 【2】 百度百科: https://baike.baidu.com/item/%E9%80%9A%E5%8F%A4%E6%96%AF%E5%A4%A7%E7%88%86%E7%82%B8/351410?fr=aladdin 【3】 Wang, J. A. (2019),The Modification of Special Relativity, Journal of Modern Physics,10,1615-1644. https://doi.org/10.4236/jmp.2019.1014107 【4】 王建安,2020, 一种基于宇宙膨胀的地球动力学模型(二) , 科学网博客: http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=spaceuid=3412139do=blogid=1214007 【5】 王建安,2020, 宇宙膨胀-“岩爆”的能量来源 ,科学网博客: http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=spaceuid=3412139do=blogid=1220144
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朝鲜真的是氢弹爆炸吗? 为什么次声可以监测核爆炸?
热度 19 brygid 2016-1-10 16:00
朝鲜小朋友又闹事了!昨天这则消息刷爆了朋友圈,可怜笔者忙得太晚未能顾及,不过今天还是要赞下我们中科院的严谨和高效,中科大地空学院已经精确测定了朝鲜此次核爆炸的位置和当量。经过与2013年的地震波数据比对测定,确认朝鲜与2016年1月6日当地时间早上9点30分在朝鲜丰溪核实验基地进行了一次地下核实验。 中科大地空学院这次测定核爆炸采用了地震波探测技术,这是有效检测核爆炸的四种手段之一。1994 年,联合国日内瓦裁军谈判中提出全面禁止核试验条约时,确定次声、水声、地震和放射性核素作为全面禁止核试验的四种重要监测技术手段。说到这里我们中科院声学研究所不免要得意一下了,其中有两种方法都是属于声学领域的技术手段哦。 水声顾名思义就是和水这种介质有关的声了,这个分类与次声和超声按频率划分不同,是按其作用的介质来划分的。水声主要研究声波在水下的产生、传播和接收的声学问题。而且,声波是目前已知的唯一能够在水中远距离传播的波动,这个特性让电磁波和光就非常汗颜,因为后面两种方式在水里压根就传播不了多少距离。水声监测主要面向海洋内部的地震、火山、核爆炸以及大量军事应用,所以各国构建水声监测网络都是要求严格保密,而这次朝鲜也是地下核试验,因此也就不多说了。 次声是指频率低于20 Hz 的声波,这个声音我们的耳朵根本是听不到的。自然界中的次声是相当广泛的,海上风暴、火山爆发、陨石落地、海啸、电闪雷鸣、波浪拍岸、空中湍流、龙卷风、磁暴、极光等都可能伴有次声波的发生;人类活动中的火炮发射、导弹飞行、核爆炸、轮船航行、汽车急驰,甚至像鼓风机、搅拌机等也都能产生次声波。次声波的频率很低,由此也具备了种种奇特的性质,其中最显著的特点是传播的距离远,而且不容易被吸收。因此次声监测成为了探测核爆炸的主要途径之一,也是远程灾害预测(包括地震、海啸、龙卷风等)的重要手段。 为什么次声可以监测核爆炸? 让我们先概览一下核爆炸中次声的产生和传播过程:大气层核爆炸后释放出巨大的能量,其中约有50%成为冲击波。刚开始是以超声速膨胀向外传播,随着距离变远慢慢衰减成声波,再经大气吸收、反射、折射、散射、频散等衰减,大约在距声源50公里以外,声强继续降低,波长继续变宽,频率继续降低,逐渐蜕化成次声波。核爆炸激发的次声波衰减很慢,在距离地面50公里的高空传播几千公里后,衰减还不到万分之几。1961 年,前苏联在北极圈内新地岛进行的核试验激发的次声波就曾绕地球转了5 圈。 因此,若能通过次声传感器监测到这种次声信号,自然就可以监测出是否进行了核爆炸试验。若能有多个点同时监测到这种信号,利用简单的三角定位就可以确定这种核爆炸的时间和地点。因此为了能够准确监测全球范围内的核试验,IMS拟在全球建立60个次声监测台站,目前已经建成了37个,次声监测台站的间距大概是在2000公里左右。下图是IMF已经完成的次声监测台站布点,我们国家的北京、昆明和新疆也在参与此项工作。 下图是美国WRAI次声站监测给出的1980 年10 月16 日我们国家的一次热核试验的次声信号。1996年后,我们国家就宣布不再进行地下核试验。现在的次声研究也大多转向自然灾害的预测,包括地震、海啸、飓风、泥石流等,都会在发生前激发明显的次声信号。这种次声信号很多动物都能感知到,比如地震前很多动物都会出现极其反常的行为。 朝鲜这次核爆真的是氢弹吗? 上面啰嗦了那么多,虽然我们可以精确测量此次核爆炸的位置和当量,但可惜的是,我们目前还不能用次声来精确分析这次核爆炸是否为氢弹。笔者暂时还未获知国内这三个次声台站的最新进度,新疆台站应该已经运行了。朝鲜这次的试验是地下核试验,相对于大气层核试验的监测来说,次声监测地下核爆炸的技术挑战相对更难,而对于次声台站的建设要求也就更高,这里也只能呼吁国家加大这个领域的投资了。 下面我们暂时就以中国地震台网和中科大公布的地震监测数据比对分析此次朝鲜的核爆炸。 中国地震台网测量这次核爆炸的具体位置是北纬41.30°,东经129.10°,震源深度为0,震级为4.9级。根据地震能量的换算公式,4.9级地震就相当于2.2万吨的爆炸当量。中科大测定的位置是北纬41度17分52.80秒、东经129度4分17.40秒,定位误差为50米;中科大同时测算这次朝鲜核爆炸的当量约为1.1万吨,误差0.42万吨。朝鲜这次核爆炸的实验地点就在2013年核爆地点附近,而且其当量略低于其2013年核爆。 从两家单位测量数据换算出来的爆炸当量来看,大概也就在1-2万吨的区间。这个当量是个什么含义呢?也就是相当于美国投给日本广岛的原子弹“小男孩”的水平,有效杀伤面积在50平方公里左右。我们国家在新疆罗布泊实验的第一枚原子弹当量大约就是2万吨。显然我们从历次“两弹一星”的科普中知道,一般氢弹的威力要远远大于原子弹,因为氢弹需要怀抱一枚原子弹作为引信嘛! 那我们再看看各个国家第一次氢弹试验的当量如何,包括氢弹原理试验的当量。美国1951年进行了氢弹原理试验,爆炸当量超过了50万吨,而1952年爆炸的第一枚氢弹当量就超过1000万吨。1953年苏联也宣布氢弹试验成功,当时苏联氢弹的结构设计有点特殊,爆炸当量也就40万吨左右。我们国家1966年氢弹原理试验的爆炸当量大概在12-50万吨之间,而1967年第一颗氢弹爆炸爆炸当量达到了300万吨。 显然,朝鲜这次氢弹试验的核爆炸威力小了很多,与其他国家的首次氢弹试验存在了数量级的差距。当然也有人说技术一直在进步嘛,朝鲜直接就迈入了小型化氢弹的阶段。听起来合情合理,但笔者觉得有点过分抬举朝鲜小朋友了,氢弹可是比原子弹更加复杂的技术,而且首次原理试验根本也不可能就造出个小型的氢弹出来。即便再有所谓的领袖号召,科研的过程还是要一步步走的,原理试验还没搞定呢,怎么可能就直接研制小型化的氢弹呢? 大家也都在怀疑了,觉得这事不靠谱,其实验证的方法也简单,跑到附近或者等等扩散后测测放射性物质就知道了。但是笔者觉得是不是氢弹爆炸倒不重要,关键是朝鲜这个小朋友三番五次不在意大人们的感受,这个事情有点大。记得邓爷爷曾对忘恩负义的越南小朋友说过:小朋友不听话,要打屁股了!朝鲜小朋友,真的不要闹了,不管氢弹还是原子弹,大大们都不允许的! 声学在线:知识,趣味,圈子 网站: soundonline.org 微信: 搜索“声学在线”
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科学大综合:可让生命起源得到有效说明
lulingkxw 2015-11-20 08:41
(原作回顾) 地球生命起源与陨击机制(摘要 / 引 言)/ 陆 玲 【关键词】 地球 生命起源 陨击机制 生化粒子 【引 言】 宇宙,浩淼无边、繁星闪烁,我们人类居住在银河系的太阳系、在太阳系最美丽的蓝色行星 —— 地球。 从最原始简单的生物细胞到人类的诞生,今天,地球生物圈呈现出一派生气蓬勃的景象,每一个,哪怕是再微不足道的小生命,都蕴藏着一个个巨大的秘密!:在漫长的地球历史演变过程中,生命是何时、何处、怎样起源的?生物世代相传,生生不息,从低级到高级,持续发展,是什么力量催化了生物的原种、使其进化 …… 多少个世纪以来,从东方古国 “ 盘古开天地 ” 的传说,到西方《圣经》里的《创世纪》;从生物起源 “ 泛生说 ” ,到达尔文的《物种起源》;从米丘林的育种实验,到孟德尔的豌豆遗传定律;从米勒气体聚合多种氨基酸实验,到华森和克里克的 DNA 双螺旋结构的发现;从 “ 地球地质年表 ” 的编制,到 “ 生物发展树 ” 的描绘;从中国的人工胰岛素合成,到生物克隆技术的发展;从地外天体 “ 生命元素 ” 的探测,到 “ 模拟陨石撞击海洋 ” 的实验 …… 科学前辈们,从不同的角度展开了艰苦卓越的理论跋涉,取得了累累成果。为后人探索地球生命起源与发展的机制,开辟了多条可望通向成功的道路。 遗憾的是,虽然人们付出了巨大的努力,经历了那么漫长的探索过程,直到今天, “21 世纪地球科学十大挑战:生命起源仍是谜 ” 。 可当我在与地球陨击科学综合研究相关的一系列新的自然发现基础上,意外地、也是必然地,进入了 “ 地球生命起源 ” 这个重大科学问题的思考,不由自主的思考 —— 为了让地球生命起源的机制,得到有效说明。首先需确定生命起源最关键的形成机制是什么?它发生在什么过程中?它是怎样的?等等相关问题。这才便于我们调动各学科的思想资源,聚焦于此,集中攻关。本文关注的正是此类问题,期望能抛砖引玉,引起更多专家和科学爱好者的兴趣和讨论研究。 在陨击科学综合研究中,我多次发现了地球生命起源的重要线索 —— 过去,我一直认为,陨击是地球历史上最严重的地质灾害。 在 2006 年初,我在初期的有关地球陨击遗迹的发现报告里,也提到要辨证地认识陨击,还提了一句: “ 陨击事件也许曾经对地球的生物系统的诞生和演化起到了某种 “ 催化 ” 作用,它曾经改变了地球空气的元素构成,改变了地球温度,它可能也是促使地球液态水从固体岩层分化并形成海洋的重要因素。或者陨击使陆地表面凹凸不平才有了地球的陆地,否则陆地也许没有水或是一片汪洋 ……” 那时,尚未能认识到,陨击是生命起源的关键过程。 过去三年,随着上述研究的深入, 2007 年,我已逐步认识到:地壳,并非如传统认为的那样是来自地幔的分异,而是陨击成因的,它一直在形成之中。 既然,地壳来自陨击,那么,建立在这些岩层之上的生命来自哪里呢? 我才正式关注这个问题。这个认识是逐步加深的,分为三个阶梯: ( 1 )生命的物质和发展环境跟陨击密切相关 在研究地球陨击遗迹的过程中,一直在关注着陨击事件与地球生命形成的关系:如地球岩层物质 —— 元素来自陨击,而有机体生命也是元素构成的; 根据宇宙生物统一性的原理,地球生物的内在机制跟元素也是统一的。 陨击形成地球的冰矿(水)和岩粉(土壤),这成为生命萌发和发展的基础环境条件;陨击构造与区域元素分布、区域气象和植物区系的巧合统一;等等。而后,再发现整个地球地壳都是这 45 亿年以来逐步陨击形成的,甚至上地幔是内陨击所致。 因此,陨击过程与分布在这些岩层上面的生物系统的形成就难免存在着密切的关系。 这些因素,虽然跟生物系统的孕育和发展密切相关,但只是生命形成的物质基础,和一些环境条件,只从表面看,尚未足以说明引发生命现象的形成机制。 ( 2 )绘制陨击能量模型发现其与生物形态特征的相似性 为了更直观地表现陨击过程能量运动的特征,我着手对该能量运动图进行新的绘制。直到我发现陨击能量流动模型与生物模型存在许多相似的时候,想起了不久前写的科学散文《那英石,是一丛红色的丝柏》 它们的相关性又引起了我的注意。 毕竟宇宙生物的形态也都具有相似性的,简单的形态类比还是难以说明问题,若能揭示它们的形成机制的统一性才可以的。 ( 3 )发现大量生物(菌类、植物类、贝类、鱼类)形态与陨击能量模型的统一性 直到 2008 年 12 月 19~21 日我在查找一批植物图片时候,联系到其能量模型的特征,发现了许多的植物形态与陨击能量模型的普遍相似性。除植物以外,继续查找菌类、贝类、鱼类,也发现了其形态与陨击能量模型的多种相似性。特别是当我找到贝类等生物形态与某种液态的能量流动模型的统一性时, 我特别振奋。 海浪没有可能导致粒子对它的记忆,那是什么原因呢?难道陨击的过程也会出现类似海浪的过程?是的,著名的澳大利亚 “ 波浪岩 ” 不是很显然么?很多熔岩从地下形成了岩浆岩、不是也有溢出地面的么? 这些图片引起了我过去对宇宙基本物质粒子的结构和粒子行为的思考,结合地球生物形态和机能的分析,我终于顿捂:地球生物起源的最关键的机制,就是它,一定是它 —— 陨击机制! 陨击过程中,相关物质相互作用,导致部分粒子的裂变和聚变,说明这些粒子的构造处于 “ 对外开放 ” 状态,有利于有关信息(物质能量)相互交换。根据宇宙全息论的原理,它们便可以 “ 记忆 ” 相关陨击过程的能量运动流动时空秩序的模型。这可以作为生命起源与陨击机制关系的最简单和直接的解释。 地球生命起源陨击成因的观点,似乎来自偶然的 “ 顿捂 ” :实则不然。 这个顿捂,已经酝酿很久,它是多学科的原理和自然观察新认识激烈碰撞的产物。生命科学起源问题,是涉及学科最多的一个科学问题,需要从多个学科来论证,如:地球科学和天文学,物理学、化学和生物学,等等,与之逻辑符合,客观事实符合者,其观点才可以立起来,否则就可能存在相关的悖论。 这里,我准备陆续贴出大约 5 万字的报告内容。(如果顺利的话,也准备接着把 “ 粒子周期律 ” 的研究文章贴出,这部分对我们理解生命的载体 —— 宇宙粒子的性质是很重要的。 如此,一共可达 10 万字) 这些,不过是从陨击机制与植物生物机制的相关性的粗略分析。就算仅对植物起源来说,也只是一个开始。但方向对了,综合方法也找到了,基础的资料也挺丰富的。 当然,过去学界对地球陨击研究仍然不够 …… 需要引起高度的重视。但以此为轴心的科学综合可以说已经破题了 —— 我乐观地认为:在当代科学发展的条件下,各门学科已经历了新一轮的比较深入的研究,只要能把这些科学系统的思想综合起来,地球生命起源之迷可以顺利破解,地球生命形成的关键机制,也将获得符合自然逻辑的说明。补充一句:我的意思是,生命起源的问题可以在我们这一代人的手里得到有效说明,这是历史为我们创造的机遇、赋予我们的科学使命 —— 实现科学理论系统大综合。大家一起来吧,把科学系统综合起来吧! 【备注】 生命起源 / 百度百科 http://baike.baidu.com/view/149636.htm 美国国家科学研究理事会 12 日公布的一份最新报告确定了推动地质学和行星科学需要优先解答的十个问题。 / 北方网 http://tech.enorth.com.cn/system/2008/03/14/002973105.shtml 转自 http://www.enorth.com.cn 2008-03-14 08:33] 关于地球历史上大规模陨击事件的生态对策(之十三) / 陆玲 http://science.mblogger.cn/luling2007/posts/16403.aspx 广义生态学原理及其理论模型 / 陆玲 http://science.mblogger.cn/luling2007/posts/16455.aspx 地壳构造与陨击机制(摘要) —— 兼析 “ 地三说 ” 若干疑点 / 陆玲 http://science.mblogger.cn/luling2007/posts/20893.aspx 那英石,曾是一丛红色的 “ 丝柏 / 陆玲 http://vitamincreativespace.blogbus.com/logs/32419708.html 陨击 —— 你是天使和魔鬼集一身的!!? 陆玲 http://science.mblogger.cn/luling2007/posts/21332.aspx 叶子的联想 / 陆玲 http://kongjian.baidu.com/%D0%FD%D7%AA%B5%C4%CC%AB%D1%F4%CF%B5/blog/index/2 地球生命起源陆玲工作室 / 相册 / 生物能流模型 http://photo.sina.com.cn/list/photo_b.php?uid=1053740194ctg_id=129611 。
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核爆炸解决脑科学悬疑
热度 2 孙学军 2013-6-7 06:14
这事情听起来有点匪夷所思,但事实确实就是这样,是人类制造的原子弹帮助解决了一个长期争议的科学问题,那就是成年人的大脑神经细胞是否可以再生的问题。今天《科学》杂志上就有这个 Atomic Bombs Help SolveBrain Mystery 的文章,实际上是针对上 周《细胞》上的一篇文章的访谈。 上世纪五六十年代冷战时期大概有500个以上的原子弹核试验给地球和人类留下永久的记忆和纪录。例如地球表面环境中碳14同位素增加了一倍。50年后,科学家发现采用但是核爆炸引起的环境碳13同位素的变化规律,也就是但是那个年代增加,核爆炸减少后逐渐降低,这种变化会在一些细胞的核酸内留下标记(不增值的细胞DNA不再复制),而新生的细胞则因为年轻而碳13同位素减少。通过对人体大脑海马内细胞进行研究,结果发现,人的生中海马神经细胞持续不断更新。这可以说是非常重要的科学新闻,虽然关于成年神经干细胞,关于动物的神经元再生的证据已经有许多,但是对人类的脑神经细胞是否再生一直没有定论,现在的研究将给这一争论画上休止符。具体到人类脑细胞是否可以增值的研究可以追溯到1998年,但是一个瑞典研究小组给患者注射一种同位素药物,患者答应死后把脑组织捐献出来给该小组进行研究,研究结果发现,人类大脑海马组织内神经细胞会增值,后来发现这种药物有很大毒性,这一研究就没有再次开展。 1998 年后,人们用小鼠研究获得了同样的证据,但是由于没有其他实验室的佐证,科学家一直对这一说法表示异议。(也就是说,科学实验结果如果没有被其他实验室重复,一般不能被认可)。 这竟然是来自于人类核爆炸的恩赐,其实这本质上应该是监测手段敏感性的问题,核爆炸提供的是一种外标记的作用,如果掌握了非常灵敏的监测技术,即使不是核爆炸,自然界的同位素总是呈现规律性衰变,考古学早就用这类技术来研究化石的年代,不过那属于利用延长时间跨度来提高灵敏性而已。 大约10年前,瑞典卡罗林斯卡医学院的干细胞研究学者JonasFrisén采用无创伤碳14同位素示踪技术,这个技术是由她的学生Kirsty Spalding经过10多年的潜心攻关,终于实现的一个检测技术,攻克了一个科学难关。 虽然该技术过去曾经用于牙齿的研究,但用于DNA的研究没有先例,这真是具有巨大挑战性的工作。理论上,15个神经细胞上才可能有一个碳14的差异,所以必须有足够多的组织才能作出差异(听上去类似居里夫人的工作)。技术的关键就是必须提高检测的灵敏度。 开始的5年,他们的工作重点是如何把神经细胞从其他非神经细胞中分离出来,因为研究的目标是神经细胞,其他细胞早就证明可以再生,如果不分离,会产生巨大的干扰。他们采用萤光标记细胞分类方法(细胞分类识别并不难,但分离起来想想都吓人,所以用了5年),后面的5年重点是DNA的纯化和利用高能粒子加速器进行同位素检测。作者自己对这个过程的描述是We had many years without any results, Frisén says.It was fun, but frustrating. 经过多次失败,他们最终获得的数据,并证明 ,整个成年阶段,大约有三分之一以上的海马神经细胞经常性更新,海马内每天大约有1400个新的神经细胞产生。 . More than a third of hippocampal neurons were regularly replaced,with roughly 1400 new neurons added each day during adulthood , 这一精彩的研究真可谓“十年磨一剑” by Emily Underwood on 6 June 2013, 2:55 PM | 0 Comments Nuclear fallout. Radioactive carbon-14 atoms released by atomic bombs are helping scientistsdetermine the birthdays of new neurons in the hippocampus ( inset ). Credit: Spaldinget al., Cell (2013);(inset) Weissman, Livet, Sanes, and Lichtman/HarvardUniversity The mushroomclouds produced by more than 500 nuclear bomb tests during the Cold War mayhave had a silver lining, after all. More than 50 years later, scientists havefound a way to use radioactive carbon isotopes released into the atmosphere bynuclear testing to settle a long-standing debate in neuroscience: Does theadult human brain produce new neurons? After working to hone their techniquefor more than a decade, the researchers report that a small region of the humanbrain involved in memory makes new neurons throughout our lives—a continuousprocess of self-renewal that may aid learning. For a long time,scientific dogma held that our brains did not produce new neurons duringadulthood, says Pasko Rakic, a neuroscientist at Yale University who was notinvolved in the study. In 1998, however, a group of Swedish researchersreported the first evidence that neurons are continually born throughout thehuman lifespan. The researchers injected a compound normally used to labeltumor cell division into patients who had agreed to have their brains examinedafter death. When the scientists examined the postmortem brain tissue, theyfound that new neurons had indeed sprung forth during adulthood. The cells werelocated in a part of the hippocampus—a pair of seahorse-shaped structureslocated deep within the brain and involved in memory and learning. The compoundwas later found to be toxic, however, and the experiment was never repeated. Since 1998, anumber of studies have demonstrated that new neurons are generated in the samesmall region of the hippocampus in mice and appear to play an important role inmemory and learning, says Kirsty Spalding, a molecular biologist at theKarolinska Institute in Stockholm and lead author of the new study. Because the1998 work was never confirmed by independent research, however, scientists havefiercely argued over whether the neuron birth seen in mice also occurs inpeople. More than 10 yearsago, Spalding's adviser, Jonas Frisén, a stem cell researcher at the KarolinskaInstitute and study co-author, urged her to take on a project aimed at settling this debate by using an unconventional approach. The method, which has taken Spalding morethan a decade to develop, hinges on a massive pulse of radioactive carbon-14 isotopesreleased by nuclear explosions in the 1950s and '60s, which doubled the amountof carbon-14 in the atmosphere. This pulse stopped with the Limited Test BanTreaty of 1963, which banned aboveground tests of nuclear weapons, and theunstable carbon-14 isotopes have steadily decayed. Because cells incorporatecarbon from the atmosphere into their DNA as they divide, the proportion of carbon-14to the more stable carbon isotope carbon-12 acts as a time stamp for when acell was born. Spalding has beenusing this ratio to determine the age of teeth in forensic investigations andthe turnover rate of fat cells . But she had to improve the sensitivityof the technique so that it could detect the isotopic ratio in DNA from theroughly 6-gram sliver of neural tissue in the hippocampus thought to producenew neurons, the dentate gyrus. At best, the isotope is present in only one outof every 15 neurons, she says, making it difficult to detect in small amountsof tissue. For the first 5years, Spalding worked on finding an effective way of separating the roughly 20million neurons in the dentate gyrus from other types of hippocampal cells andthen extracting their DNA. Discovering that she could use afluorescence-activated cell sorting machine to distinguish non-neuronal cellsfrom neurons by making them glow in different colors was a highpoint, she says. The next 5 years were largely spent on finding ways topurify the DNA samples and extract and analyze the carbon atoms usinghigh-powered particle accelerators. We had many years without anyresults, Frisén says. It was fun, but frustrating. After finallygetting the technique down pat, Spalding decided that it was time to try it onsome real human brain tissue. She and her colleagues extracted hippocampi from 55 deceased people who had given informed consent tohave their brains studied. They then ground up the tissue samples, sorted thecells, and extracted the DNA. Next, she sent the purified genetic material tothe Lawrence Livermore National Laboratory in California, where it was reducedto pure carbon pellets and split into different carbon isotopes by weight in aparticle accelerator, allowing the researchers to calculate the ratio betweencarbon-12 and carbon-14. Spalding, Frisén,and colleagues then created a mathematical model estimating, based on thoseratios, the rate of cellular turnover within the hippocampal neurons. Morethan a third of hippocampal neurons were regularly replaced, with roughly 1400new neurons added each day during adulthood , they report onlinetoday in Cell . Some cells are dying, some are beingreplaced, Spaulding says. There is a constant flux of life anddeath. This is aspectacular independent confirmation of the 1998 study suggesting thatnew neurons are born during adulthood in the dentate gyrus, writes GerdKempermann, a neuroscientist at the German Center for NeurodegenerativeDiseases in Dresden, in an e-mail. It will likely settle the case. Kempermann saysthat his own and other's studies in mice indicate that fresh adult neurons havea specific function in the hippocampus—for example, in helping the braindistinguish between things that belong to the same category, or comparing newinformation to what it has already learned from experience. The ability todistinguish between the Beatles and Rolling Stones, yet still identify both asrock bands, is one example of this type of task in humans, Frisénsays. There is anotherpossibility, however: Our ability to replace hippocampal neurons could be anevolutionary vestige that is not all that important today, Rakic says. Heargues that human survival may have depended not so much on our ability toproduce new neurons, but on our ability to keep old ones in order to accumulatememories over the entire lifespan. Compared with fishes, frogs, reptiles, andbirds, some of which can regrow entire brain structures, he says, it isinteresting that neuronal turnover in humans is limited to a single populationof neurons in only one relatively small structure, and it is worthwhile toexamine why it persists.
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[转载]一周国际要闻(2月15日—2月24日)
crossludo 2013-2-25 14:10
本周焦点 “天外来星”可能造成的危害 2月15日,一颗陨星在俄罗斯车里雅宾斯克上空留下了轨迹,尽管陨石并没直接砸到人,但冲击波震碎了无数玻璃窗。这场“天外来星”的突袭导致约1200人受伤,近3000座建筑物受损。它引发了一次与核爆炸相当的巨大冲击,但对于太空岩石来讲,这颗陨星居然还算太小,以至于预警网络没能起到应有的作用。 而使此事件更为人瞩目的是,在16小时之后,小行星2012 DA14正“按预定计划”飞掠地球,尽管二者仅是在时间上非常接近,实际并不存在关联性,这两起事件还是引发了人们对“天外来星”可能造成危害的强烈担忧。据欧空局发言人称,地外天体袭击地球无疑属“全球挑战”,只有各国协力才能获得解决方案。目前已有数十个国家对建立一个更牢靠精准的小行星及地外天体搜索网表达了热情。 一周之“首” 世界首只具备触感的仿生手将进行人体移植 一直以来,不管义肢如何雅观逼真,仍然是毫无“生命”感的替代品。但如今,世界上首只具备真实触感的仿生手即将被移植到截肢病人身上。负责研制仿生手与人体连接端部分的是瑞士洛桑联邦高等理工学校,该发明是世界上第一款能够实时传递抓握时触感的义肢,不仅可以让患者感觉到手部的触感,而且还可以做出抓取东西的动作。没有手,却有手的触觉,这并非不可思议,因为从根本上,触觉依赖于大脑,而不是别的器官。而该技术则能够带来一场义肢技术的革命。 一周技术刷新 铁基催化剂可降低燃料电池成本 当前燃料电池采用铂作为催化剂,其缺点是价格要比铁超出1000倍。而美国能源部太平洋西北国家实验室的研究人员,首次采用较为便宜的金属,如将镍和铁作为催化剂来快速、高效分裂氢气发电。实验证明,其能使燃料电池的成本大大降低,且快速分割氢达到每秒两个分子,接近商业催化剂的效率。 不含任何重金属的彩色高效硅基发光二极管 硅长期以来一直被认为不适合发光二极管的制造,然而这在纳米尺度却并非正确。现在来自德国卡尔斯鲁厄理工学院(KIT)和加拿大多伦多大学的科研人员借助硅纳米晶体,成功制造出了高效的硅基发光二极管(SiLEDs),其不含重金属,却能够发射出多种颜色的光,且制成的硅基发光二极管具有令人惊讶的长期稳定性,这在此前从未实现过。 3D打印人造耳可媲美真耳 美国康奈尔大学和威尔·康奈尔医学院人员合作,利用三维(3D)打印技术和高密度胶原蛋白凝胶造出一种新型人工耳,凝胶其中含有能生成软骨的牛耳细胞。从而无论在外观还是功能上,该耳均可与真耳相媲美。这种新型生物工程替代耳可作为整形外科手术的一种方案,帮助天生小耳畸形患儿和那些因其他原因失去部分或全部耳廓的人。 新加坡用激光将硫化镉纳米带温度从零上20摄氏度降低到零下20摄氏度 激光制冷半导体研究日前获突破性进展。新加坡南洋理工大学熊启华教授领导的科研小组,用波长为514纳米的绿色激光成功将硫化镉纳米带温度从零上20摄氏度降低到零下20摄氏度。首次证明利用激光可使半导体的温度从室温冷却到这种程度。这一突破性的科研成果有望在电子和光电子器件上直接实现集成全固态、紧凑、无振动、无冷却剂的光学制冷器,相关元件可应用于航天器高灵敏探测器、红外夜视仪和电脑芯片等。 前沿探索 古牙细菌记录人类健康状况进化史 一个由澳大利亚阿德莱德大学、英国阿伯丁大学等单位领导的国际研究小组,经过17年对古人类牙石中保留的细菌DNA的研究,从进化角度揭示了饮食变化对人类健康状况造成的影响,证明现代人口腔细菌多样性锐减致使口腔疾病不断。此次研究在时间上从石器时代到后工业时代,跨越7500年历史,目前正在进行人种上的范围拓展。 美计划耗时10年绘制脑活动全图 奥巴马政府即将出台一项探索人类大脑工作机制、绘制脑活动全图的研究计划。这一名为“脑活动绘图”的计划预计最早于3月份公布,参与者包括数家重量级研究机构和团队,他们将共同推进对人类大脑近千亿神经细胞的理解,加深对感知、行为以及意识的研究。该计划将耗时10年、投资数十亿美元,据称可与人类基因组计划相媲美。 小鼠读脑仪在美研制成功 美国斯坦福大学开发出一种系统,可以实时观察活鼠大脑活动情况。其利用基因疗法令老鼠神经细胞表达绿色荧光蛋白,随后在鼠脑负责空间和情景记忆的海马体上方植入一个微型显微镜,在电脑屏幕上显示老鼠大脑活动的实时视频。该系统将成为临床前研究评估的一种非常有用的工具,对诸如阿尔茨海默氏症等神经退行性疾病的新治疗手段具有十分重要的作用。 20年到30年内可实现机器人到太空采稀土 科学家正打算到地球之外搜寻新的稀土供应,例如到月球和小行星上采矿就因利润丰厚而极具前景。日前,聚集在悉尼召开“地球之外矿业论坛”的高科技公司和研究人员称,几十年内,派送采矿机器人到月球和小行星上采挖珍贵的稀土矿将有望成为现实。但目前对于空间钻探的法律规定和技术的复杂性还未能彻底解决。 “最”案现场 太空最昂贵的实验仪器——阿尔法磁谱仪取得阶段性突破 放置在国际空间站上的阿尔法磁谱仪(AMS)立功了。这是一台造价20多亿美元、重达7吨的昂贵仪器,其一个重要任务,是验证暗物质到底由什么粒子组成。2月20日,该项目首席科学家丁肇中发布消息称,AMS首批数据的分析报告将在几周内发表。根据普遍预期,该阶段性成果或无法确证暗物质的构成,但将十分有助于理解暗物质的构成。 奇观轶闻 “纸糊的”太阳能电池问世 形容一种东西不耐用、不结实时,人们常说它“像纸糊的”。但日本一个研究小组却以木浆中的植物纤维为原料,通过压缩加工,成功研发出厚度仅有15纳米的透明材料,并以此为基板,将光电转换有机材料和配线用压力嵌入,从而制成纸质太阳能电池。这种“纸糊的”太阳能电池转换效率只有3%,但胜在环保、廉价且超薄可弯曲,将来可能大有用武之地。 100英镑搞定自动驾驶汽车? 英国牛津大学研发出了一种全新自动驾驶汽车,并称15年内将技术普及至主流汽车产品上,而他们正在努力的目标是:成本不到100英镑!这款全新自动驾驶汽车不仅精确性明显提高、具备记忆能力且造价低廉,奇妙的是还可使用一台苹果公司的iPad进行控制。目前该原型车5000英镑的造价已经远远低于其他研发中的同类技术。 地球直径6倍的太阳黑子在48小时内形成 当太阳表面的磁场出现重新排列和调整时,就会出现“太阳黑子”这种情况。据美国航空航天局宣布,一个直径至少是地球6倍的巨大太阳黑子已经在48小时内形成,该太阳黑子周围更明亮的区域,即半影区的磁场方向与中心暗区的磁场方向正好相反,而这种不稳定的结构有可能会导致太阳上辐射爆发,即太阳耀斑,从而对我们的无线电通讯产生干扰。
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朝鲜是地震吗?
热度 4 王铮 2013-2-12 11:56
“据中国地震台网测定,2月12日10时57分在朝鲜(北纬41.3度,东经129.0度)发生4.9级地震,震源深度0公里。”韩国称是5.1级。韩国相信朝鲜完成了新的核试验,5级地震,能量释放相当于大约3.2万吨TNT当量。 我不知道有没有核污染,也不知道每个人怎么办。我请求和平,世界大国。当美国支持日本耀武扬威时,能让世界其他地方安定吗?当中国被日本围堵时,中国会顾得过朝鲜吗?世界,冷静吧。 又: 一次百万吨级的氢弹在花岗岩中爆炸所产生的地震效应约相当于一个六级地震。地震每降低一级,能量降低约为原来的1/32。朝鲜地震,相当于10万吨级氢弹?原子弹的威力通常为几百至几万吨级TNT当量,氢弹的威力则可大至几千万吨级TNT当量。故,朝鲜充其量实验的是原子弹。 韩联社报道,韩国官员称,朝鲜昨日曾通知美国、中国,表示将进行核试验。
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[转载]论地下核试验与天然地震区别
wangchangzai 2012-2-10 10:57
1. 震相 地震、爆炸,波组不同 震相指地震图上不同类型、传播路径不同的地震波组。震相判断是简单而直接的方法,地震学家研究每一个地震时,首先会根据震相进行初步判断。天然地震的常见震相有纵波(P)、横波(S)和面波,大多数天然地震的P波振幅S波振幅面波振幅(图1)。人工爆炸的P波振幅大于S波,因为激发的地震波频率高衰减快,低频的面波振幅也小。此外,对于核爆炸,在震中距大于1000KM时,通常会检测到视速度约3.5KM s的Lg波(图2)。和振幅比法相似的是震级比较法,例如借助面波震级Ms和体波震级mb的比值来判断地震类型,这种方法普遍而直接。 与与S波振幅相比,要小很多,然而人工爆破P波振幅也会变得很大。 图1 天然地震的常见震相有纵波(P)、横波(S)和面波(图为瑞利波R),它们的速度不同。地震波传播有点像运动员赛跑,一开始所有运动员差距不大,这时还不容易区分谁是“冠军博尔特”,不久之后,跑得快的就会冲到前排,且距离越拉越大,这下就容易区分了。地震学家在分析震相的时候,不喜欢一个一个分析地震波,他们喜欢把很多地震台的数据,按照震中距排列起来,让地震波“跑起来”以区分震相。图为美国地震台阵(USArray)接收到的日本Mw9.0地震波序列,可以看出P波振幅S波振幅面波振幅。其中R1表示面波第一次经过地震台,R2表示反方向的面波经过地震台,R3表示R1面波绕地球一圈后经过地震台。由图可见,这是一个能量巨大的天然地震。(图片来源于IRIS) 图2 北京时间2006年10月9日9点35分,朝鲜在其境内(41.294°N,129.093°E)进行当量小于1000吨的地下核试验,产生了约4级的地震。即使这些地震波到达北京时,振幅已经小到只有几十纳米,但利用地震台网技术,仍可以检测出核试验产生的~7.5km/s的P波和~3.5km/s的Lg波。 图3 图中红色波形是中国在90年代进行的地下核爆炸产生的地震波,其记录特征是“大头小尾”,P波强于S波,Lg波发育。蓝色的是6.3级天然地震产生的地震波,它的特征是“小头大尾”。利用记录到的地震波的特点,基本可以区分地下核爆炸和天然地震。(图片来源于:陈颙等.2007.《自然灾害》) 2. P波初动 压缩、膨胀,方向不同 初动指的是地震波到达地震仪时,所测质点的最初的振动方向,初动分为向外的压缩(compression)和向内的膨胀(extension)两种。地下核爆炸和天然地震的本质区别在于它们的震源特性不同。大多数天然地震是地下岩石破裂、滑动所引起的,破裂面很大,持续时间较长,表现在地震波上,是不同方位的地震台接收到的P波初动不一致,有的是压缩,有的是膨胀。而地下核爆炸的震源过程要简单和短得多,为爆炸源,地震波传播到地震台站。被各个台站记录到的初动均为压缩。 3. 震源深度 地震波的快速定位已经不是难题,在大陆上最深的钻井也不过12km。《全面禁止核试验条约》议定书在筛选核试验数据时,一般也认为:震源深度大于10km的将不予考虑。
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真相与谎言——追记苏联解体二十年
热度 1 hcrm 2011-12-26 13:11
一个庞大的国家,瞬间分崩离析了,这可能是二十世纪最壮观的人类社会景观,犹如一次超级核爆炸,余波依然绕梁…… 人民日报今天刊发了 国纪平 的署名文章《 主动把握历史的未来 》,这是一篇纯粹的政治散文,如蜻蜓点水一般,点到了一些问题,譬如“ 中国会不会成为 ‘ 下一个 ’ ”? 这个问题已然不新鲜,早在 1991年苏联解体、东欧剧变的时候,西方国家便在翘首以望。不过,二十年过去了,苏联解体的真相是什么?我看我们未必真清楚。 前苏共中央书记处书记瓦季姆·梅德韦杰夫 说, 苏联解体并不是不可避免 。他为什么这么说呢?而在我们的研究者看来,前苏联之所以最终解散联盟体制,显然有其必然性。当然,亲历者的话未必可信,因为他毕竟是 戈尔巴乔夫领导团队的 人。 据说,前苏联 人民的不满在 上世纪 五六十年代就有了, 到了九十年代伊始便来了个“总爆发”,结果世人有目共睹。 凤凰网用“苏联解体二十年祭”作专题,似乎这是一个国家的灭亡。而实际上,前苏联只是“解体”,并非“死亡”,它改变了颜色和模样而已。 曾经贵为世界一极的前苏联,忽然之间的剧烈变化,理所当然地会载入人类史册,只是这历史该如何写?不仅仅考验着当代的政治家和历史学家,更重要的是考量着我们中国对未来的期许。 国纪平 先生说,要主动把握历史的未来。我想这愿望是好的,但历史的未来并非“主动”就可以把握的。现实的情况是,我们往往“主动”去做某件事,无形中会带有很强的主观意识,使我们不能客观而清晰地辨明事态,最终可能总是与初衷相违背,尤其是“历史的未来”。 我还是比较同意 美国人大卫·科兹 的观点, 苏联解体是一次“自上而下的革命” ,大抵与前苏联人民关系不大。为什么会这样?原因很简单,这个国家的体制束缚了“上层人的手脚”,他们必须借助所谓“民主”来实现利益的最大化,这点希望韩寒同学能够意识到。 我不知道,对于前苏联的解体,有多少人曾经或正在说谎,用谎言来代替历史的真相,使我们朦胧地感觉到“祭”的味道。 瓦季姆·梅德韦杰夫 说:“ 说戈尔巴乔夫毁了苏联是不对的。反对苏联的是民族主义者。政治斗争、民族问题和社会问题, 所有这些使得保留苏联不再可能 。 ”暂且不论他是否在为 戈 氏辩护,这一观点与他之前的“ 不是不可避免 ”自相矛盾。那么,到底是“不再可能”,还是“不是不可”? 我想,这个问题不应由 瓦季姆·梅德韦杰夫 来回答,因为他的观点已经十分明了了。只是, 国纪平 先生倒应该好好想一下,我们需要“主动”吗? 2011年12月26日
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2011诺贝尔物理学奖争议解决尚待推进
kejidaobao 2011-12-9 15:07
2011年诺贝尔物理学奖颁给3位通过对超新星的观测提出宇宙加速膨胀观点的物理学家。该发现1998年一经发表就震惊世界,但几年来也一直存有不同声音(即使在诺奖颁发之后)。 诺奖评委会素来稳重、保守,此次颁给尚存一定争议之科学发现,可见对获奖者工作的认可度之高。不过,要想平息争议,物理学家们还要继续努力,发现新的证据。 宇宙加速膨胀观点的提出 宇宙加速膨胀的观点是基于对超新星的观测研究得出的。超新星指的是恒星寿命结束时会突然塌缩、爆炸,其亮度相当于十亿甚至百亿个太阳。 科学家欣喜地发现,超新星中的Ia型超新星可作为宇宙中的距离标尺。Ia型超新星现在一般认为是白矮星,它会从其伴星中吸附积聚物质,到一定程度后发生核爆炸。因为白矮星有1.44倍太阳质量上限,白矮星发生超新星爆炸时大都接近这个质量,所以它们爆炸前的燃烧物质基本相当,燃烧发出的光度也基本一样。根据观测到的Ia型超新星的亮度,就可以推测它到观测者的距离。这就是天体物理学界所说的“标准烛光”——与通过蜡烛发出的光亮强弱判断蜡烛跟我们之间的距离相若。 虽然丹麦科学家1980年代中期观测到了第一颗超新星,但由于在浩瀚的宇宙中观测超新星非常困难,所以科学家们一度对此类工作持悲观态度。2011年诺奖得主Perlmutter和Brian Schmidt改写了这种局面,他们分别领导的研究小组都用巧妙的方式观测到了超新星。此外,科学家还可观测到Ia型超新星的光谱,从中测出超新星的光谱中某些谱线的移动量,即天文中所说的“红移”。把测到的超新星的红移和距离一一对应起来,可以画出哈勃图,从而可以帮助了解宇宙的真面貌。 1997年下半年,上述两个研究小组发现,高红移的超新星比原来预期的要暗。根据哈勃图,这表明宇宙的膨胀在加速而不是减速。经过反复检查,1998年1月,两个小组几乎同时公布了自己的观测结果。他们的结论是一致的:宇宙在加速膨胀中。 标准烛光是否可靠? 虽然物理学家们利用对Ia型超新星的观测得出了宇宙加速膨胀的结论。但是人们很容易想到很多因素,从而质疑Ia型超新星作为标准烛光是否可靠。国家天文台陈学雷研究员曾在“超新星与暗能量的发现——今年诺贝尔物理奖工作的介绍”一文中写道,“事实并非完全如此”。 据陈学雷介绍,使Ia型超新星偏离标准烛光的因素很多。首先,科学家们渐渐发现Ia型超新星彼此并非完全相同,有的超新星光度的变化速度更快一些,有的则更慢一些。不过后来研究发现,那些绝对亮度更大的超新星,其变化速度也往往更慢。因此利用光变曲线可以修正超新星绝对亮度的变化。 实际观测时,星际空间存在着尘埃,这些尘埃会吸收光子,使超新星变暗。此外,还会更多吸收蓝光而导致目标变红。更麻烦的是,每颗超新星其本身的颜色也并不完全相同。即使本身光谱完全相同的超新星,当它位于不同红移时,用给定波长的滤光片组进行观测时,得到的颜色也是不一样的,还需要对这一效应进行改正。好在这几个效应虽然复杂,但都有规律可循,经过修正后,Ia型超新星还是可以作为近似的标准烛光的,陈学雷写道,“用Ia型超新星进行宇宙学研究是有希望的”。 北京大学天文学系吴学兵教授也告诉《科技导报》,对Ia型超新星是否能作为标准烛光天文界一直在讨论,但大家现在普遍相信在对观测数据经过必要的各种改正后是很可能作为标准烛光的。 对神秘暗能量的争议 物理学家从观测数据中得出宇宙加速膨胀的结论后,第一反应认为结论是错误的,因为按照广义相对论,宇宙膨胀会在万有引力作用下逐渐减速,反之则说明宇宙中可能还有一种与万有引力相对的力。 对于这种矛盾,今年的诺奖得主Saul Perlmutter的解释得到了主流科学界的认可——暗能量的作用。暗能量的概念是美国宇宙学家Mike Turner引入的。它与一般物质造成的时空弯曲相反,因此可以理解成是与万有引力相对的“斥力”,可以导致宇宙加速膨胀。它不能被直接观测到,只能根据现在对宇宙微波背景辐射、超新星等实验数据来进行推测。科学界对于暗能量是什么至今没有答案。Saul Perlmutter曾谈到目前对暗能量的解释:一,暗能量是一个标量场,在空间每一点它会从这个数值“滚动”到另一个数值。虽然在滚动,但它的能量足以驱动宇宙加速膨胀。或许是爱因斯坦的广义相对论方程式还需要一点点修正。二,可能存在额外的维度,引力会渗透到那些不可见的维度里。现在科学界对于暗能量的解释还在源源不断地产生出来。 但是暗能量的说法不能说服所有科学家。2005年,意大利和美国一些科学家就对加速膨胀的宇宙提出一种有争议的解释:引起宇宙加速膨胀的不是暗能量,而是一种被忽视的“大爆炸”后效应。最近,芬兰赫尔辛基大学物理学教授Arto Annila也提出宇宙加速膨胀不需要暗能量,并将研究结果发表在《皇家天文学月刊》上。对此,吴学兵教授认为,尽管天文学界一直都有代替暗物质和暗能量的不同理论存在,但对这些理论的观测证据要少得多。天文学上太多的观测证据让他更倾向于相信暗物质和暗能量的存在。而陈学雷则表示,科学总是允许提出各种不同的假说,也欢迎发表不同于已被广泛接受的理论,这样才能更充分地检验基本的理论假说。 正如Saul Perlmutter谈到,了解暗能量的本质需要更多有效的观测工作,才能给出前进方向的一些暗示,本文中相关争议的解决也需要更多的研究工作来不断推进。■
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[转载]【转】揭开科学的骗局:水的组成不是氢和氧!——重点在回复
liuweifang 2011-10-16 23:02
楼主:       教科书中说,水的元素构成是氢和氧,其化学分子式用H2O表示。实验证明这是错误的。以下是我的实验过程:      找一结实的大铁桶,在里面放上半桶水。然后拿菜刀在水中快速切割(不得把水弄洒到铁桶外)。      如果水是由氢和氧构成的,那么在刀的每次切割过程中就会有一部分水分子被切割成单独的氢分子和氧分子。      大家知道,在我们日常的温度下氢和氧是气态的,所以被切割开的氢分子和氧分子就会挥发掉,水会逐渐减少。      可是我快速切割了一小时,水却丝毫没有减少(计算时考虑了水的正常蒸发使水减少和我的汗水落入使水增多的因素)。这就证明水的元素构成绝不是是氢和氧!         以下为回复:         1.恩,楼主你的刀还不够快啊不够快。。。= =      2.奉劝你别做这种实验,很容易把原子切开造成核裂变,轻则造成放射性污染,重则核爆炸。      3.请楼主上“快速切割了一小时”的视频!无视频无真相!!!      4.强烈同意楼主,BS伪科学,我也曾经快速切割过二氧化碳10小时,完全没有切出钻石来      5.楼主你砍了一个小时都没砍到氢氧分子的缝隙啊,太失败了。菜刀不行的,下次记得用水果刀。找准位置,一刀下去就行。      6.LZ你怎么能用菜刀呢,去华联买把原子刀吧5块钱一把,很便宜的。      7.楼主没想过你切成了氢气和氧气,又是用铁刀在铁桶里面切,万一蹦出点火星儿,不把你炸死也把你烧死了啊!这么危险的活...估计也就是因为这,所以你之前一直没人做这个实验吧。      8.唉!悟空啊,师傅每次讲课的时候你就是不听!师傅不是告诉过你几百次了么?拿菜刀砍向水的时候嘴里要同时念:“共建社会HX”的咒语么?你不念怎么劈得开水分子呢?      9.同意兰州,我昨天也劈了一个小时的食盐,为毛木有黄绿色的氯气和银白色的钠块出现~同鄙视伪科学      10.楼主,你的刀看来质量不怎么样~我刚做了一下你这个实验,我和我老公一起切,不到半小时水就都挥发完了,是真的~你再买把新的刀试试~      11.lz 我悄悄的告诉你哦      其实应该用榨汁机的捏      12.LZ,要考虑到水是流体,会流动。      水分子其实很聪明的,看到刀都躲开了      你还是直接滴一滴水在手上,用捏的吧      不过小心爆炸      13.不用刀,用锤子砸才行,刀会把氢氧原子都劈开然后又粘到一起,换成锤子,小心一点,不然砸碎了也不行。      14.LZ你的刀太钝了!我用旺德福的菜刀切肉都能切出钻石来。      15.兄弟,你骗人!水分子那么小,你一刀下去把人家砸的稀烂,什么质子中子电子夸克之类的全出来了,这比原子弹氢弹还猛啊,你老兄早就炸没了,还怎么发帖啊?严重BS这种不经过实验研究就说大话的人!      16.楼主      你用了直线切割,肯定不行      试试曲线切割吧      有没有达人来列个方程      17.lz,你切之前要麻痹一下水分子,你可以指向灯泡或者窗外,然后大喊一声,你看,飞碟!!!!      然后,迅速的朝水桶砍下去,这样就成了。      我自己已经试过了,不到五分钟就把水都砍成氢气和氧气了,不过爆了俺们一脸,建议你砍的时候带声摩托车头盔!切记切记!!!      不用谢我了~~~~      18.楼里怎么这么多有眼不识泰山的家伙,楼主可是化学中的重要分支--菜刀流的掌门人!      你们知道他在化学界有多权威吗?!他的菜刀抡一抡,化学真理抖三抖!还敢不自量力的去解释什么键啊概率啊的,不懂得去尊重权威的你们迟早要被脑残!      19.实验证明用刀切水如果不喊咒语是无法分离氢和氧的。      根据哈利波特魔法书记载:每切一下,楼主必须喊:切水大烧饼。为了防止水分蒸发,楼主必须在真空密室才能进行切水。同时因为一个水分子质量太小,楼主必须切24小时才能发现肉眼差别。      20.让我来告诉你试验失败的原因,菜刀切面太大,一桶水会太团结。你扎不进去。我建议你拿个矿泉水的瓶盖,倒满水,然后拿一根最细的针一针一针扎。试验时间不要太长,扎半个小时,这个时候你就会发现瓶盖的左边全是液态氢原子,右边全是液态氧原子了。      21.楼主用的多大的桶?假设是一般家里那种,10升。      要使水少到能肉眼看出差别来,至少得少1厘米吧,整个桶体积的1/50。      0.1升,那么里面有5.56mol,3.34*10E24 个水分子      假设LZ的刀够锋利,每次有一定几率可以把接触面的分子键切断,释放氢分子(每次切断多少个呢?不知LZ刀有多快,假设为10E10个吧,武林第一高高手)。      那么楼主需要切割3.34*10E14次方次      每次假设需要0.5秒,那需要1.67*10E14秒,2.78*10E12分钟,4.64*10E10小时,1.93*10E9天,6.44*10E7个月,529000年。      假设楼主寿命为100岁,每天不吃不喝不停切割,除去20岁时繁衍一次。那么楼主需要6612.5个后代来持续地切割。      也就是说,529000之后,公元531000年,楼主的第6613个后代,切割到50岁时,终于发现,桶里的水少掉了1厘米了,哦也。 ———————————————————————————————— 人才啊。 难能可贵的是,这些回复独辟蹊径,多角度看待问题,观点新颖,笑过后,却亦能有所体悟。
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[转载]俄科学家研究显示核爆致火星红脸
热度 2 杨学祥 2011-4-6 16:02
俄科学家研究显示核爆致火星红脸 http://www.sina.com.cn 2011年04月04日12:20 深圳特区报 火星表面呈现出迷人的红色。   深圳特区报讯 众所周知,火星因富含氧化铁的沙土呈现迷人的红色。但最新科学研究发现,这颗行星并非生来如此。据英国媒体4月2日的报道,一名俄罗斯科学家日前指出,巨大的核爆炸是火星如今呈现红色的真正原因,他还声称我们居住的地球在未来也可能会同样地“变脸”。   根据俄罗斯轨道技术公司科学家约翰·勃兰登堡博士的最新研究,大约1.8亿年前火星上发生的一次剧烈爆炸所伴随的核反应“抹掉”了火星表面上的所有物质,产生的冲击波将整个星球变为沙地。   勃兰登堡博士在接受福克斯新闻网采访时表示:“在火星的表面覆盖着一层核辐射物质,包括铀、钍和放射性钾,这可能是因为一次核爆炸将残骸散落到了火星的各个地方。伽马射线图也显示火星是一个大红点,就像一个核残骸的图样。”   他进一步解释说,那次威力相当于100万兆吨级氢弹的爆炸发生在火星的某一区域,该地区因此聚集着大量放射性物质。根据美国国家航空航天局(NASA)最新的伽马射线光谱图数据,此次爆炸也使得火星大气层充满了放射性同位素。这样的辐射也正是火星看起来呈红色的重要原因。   勃兰登堡博士认为,地球上也可能曾经发生过这种核爆炸,并且在未来可能会再次发生。   NASA喷气推进实验室火星项目的主管戴维·贝蒂博士称,勃兰登堡的这个想法非常吸引人,但要证实其推断的科学性,NASA需要对火星的相关区域进行一次探索。(信莲) http://tech.sina.com.cn/d/2011-04-04/12205368313.shtml
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CCTV4中文国际台2个S2胡说八道
热度 5 冯用军 2011-3-14 21:51
刚才看CCTV-4中文国际频道,两个S2——主持人和所谓砖家鲁健(主持人)、冯毅( 中国核能行业副秘书长 ),说福岛核电站,如果堆芯继续融化的话,可能会发生核爆炸。 鲁健说这种话,可能最多算是无知,而冯毅说这种话,就太可笑了。 鲁健就是个SB,日本福岛核灾难就是东京电力公司自己种给日本人的恶果。 众所周知: 核反应堆不可能像原子弹那样爆炸。 公众的想象是不对的。我之所以能自信地下这个结论,与反应堆的控制无关,而是基于不容争议的物理。 核反应堆有诸多其他危险,但绝不会像原子弹那样爆炸 。 核反应堆安全的物理学理由是,反应堆中心存在大量铀 238 ,这意味着如果不缓和中子,链式反应就会停下来。 我重复一遍:除非中子慢下来,否则它们会被铀 238 吸收,从而阻断链式反应。 中子缓和后,会发生链式反应失控的事件吗?是的;其实 1986 年的切尔诺贝利事件就是这样发生的。但是,在中子缓和的情况下,能量释放被严格限制了,因为爆炸会在大量能量释放之前破坏反应堆。总的说来,爆炸比中子跑得快。这种事情不会发生在核弹里,因为核弹用纯铀 235 ,链式反应能用快中子来进行。 我们还可以这样来思考:如果慢中子反应堆失控了,裂变能量会聚集,直到其密度足以解体反应堆,这通常发生在能量密度与 TNT 相当的时候。在切尔诺贝利,能量足以摧毁反应堆的建筑物,引起碳缓和剂燃烧。烟和热浪携带着大量放射性废料(核反应堆运行中产生的裂变碎片)进入大气,在整个区域扩散。 核反应堆会爆炸——但只是像普通炸药,而不像原子弹 。 这种爆炸比一般炸药的爆炸更可怕,是因为它释放的放射性废料,而不是因为爆炸本身。如果我们用核弹级铀或钚做反应堆的燃料,结果就大不相了,有可能发生原子弹那样的爆炸。 分析家们想象了目前美国核反应堆设计可能发生的最恶劣事故,他们颇有想象力地称 那为“ 中国综合症 ” 。 这种假想的灾难首先是 核燃料的熔毁 。我们知道,核反应堆的目的是生热来驱动涡轮发电。裂变生热,水将热带走。假定水因为某种原因(如管道泄露)流失了,那么接着会怎样呢? 紧接着发生的事情会令大多数人惊奇: 链式反应中断 。那是因为冷却水也是一种缓和剂,它会减慢中子。如果水流失了,中子就不再减慢,会保持很快的速度(就像它们释放出来那样)。因为铀 238 的特殊性质,多数中子都会被吸附在铀核——那个铀核不能释放足够的维持链式反应中子。于是,链式反应中断了。很快就中断了。 尽管链式反应停止了,裂变碎片的放射性还大量留在反应堆的炉芯——因为没有冷却水,这些放射性足以使炉芯越来越热。在一般的反应堆中,这时需要赶紧注入冷却水 。所有美国反应堆都要求配置这种系统。 切尔诺贝利核反应堆发生爆炸时,俄罗斯宣布链式反应停止了——那是因为堆芯被破坏了。美国参议院情报委员会主席发表电视讲话,指责那 是“无耻的谎言”。我 感到有点儿难为情。他混淆了链式反应与残余裂变碎片的衰变。他知道辐射并未停止,但他没意识到苏联人是一点儿没撒谎。 链式反应中断了,这个事实很重要,它意味着发电的功率已经陡然下降 。 如果急救的堆芯冷却系统失灵了呢 ?(记住我们是在考虑可能发生的最坏情形。) 假如那样,燃料将继续被裂变碎片的残余辐射加热,直到最终熔化。这些热量也会熔化包含燃料的容器壁,炽热的液态燃料将滴落到钢容器的底部聚集。当衰变的核耗尽时,放射性将陡落下来。即使如此,计算表明液态燃料仍然会继续变热,甚至足以熔化反应堆的容器的特殊钢材。如果熔化干净了,放射性材料就开始破坏容器建筑的混凝土基底。虽然基底厚达几英尺,但谁敢说热燃料不会一直熔化到底呢?如果基底熔化了,放射性就会露在外面。接着,废料中的挥发气体就能钻进大气。而炽热的液态燃料还将向下熔化。如果液体仍然聚集,那么它会一路熔化到底——“直到中国”。 【加州大学教授 Richard Muller 的《未来总统的物理课》, 有个单元讨论核武器和核能,其中一章比较详细地介绍了核电站和反应堆,上面是有关内容的节选。】
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地震海啸核爆炸,谈X11色变之原因探析
热度 3 sheep021 2011-3-14 12:22
日本福岛核电站再次爆炸 50公里外有震感 6人受伤 【滚动】 911之后,越来越多的11 与事故关联起来。以至于每到了11号,都心中不安。每年12次担心,竟然还真有撞对的时候。 3月11日,在上班的路上,我还在心里打鼓呢——今天又是11号。 11,有啥奇特之处? 在中国传统文化中,十数个圆满之数,谓之十全十美。并说,谦受益,满招损。世上没有十全十美的事,凡事都要留有余地。物极则反。11则是物极之意。 11,即是“要要”,这个词入木三分地揭露了当前人类贪得无厌的心理——永不知足,一味索取。 11,横着看就是一个“二”,1+1=2. “二货”就是傻的意思。道家是“一以贯之”,佛家说“不二法门”,说一不二。俗话说“大智若愚”,自以为聪明的人往往是“二货”。 科学技术,看似有用,实则大害 核武器,核电站,几乎成了人类的绝技,但其杀伤力也是惊人的、无与伦比的。
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人工电离介质中核爆炸对电离层的影响简单小结
williammilo 2010-2-19 10:23
我的博客已经搬家到 xiongbox.com 欢迎访问熊伟博士的网站! 本文永久链接 http://xiongbox.com/人工电离介质中核爆炸对电离层的影响/ 1.核爆炸对电离层的影响是指 地面以上不同高度的核爆炸使电离层等离子体的正常形态产生扰动,因而影响无线电波在其中的传播和空间电子设备的功能 。核爆炸产生的各种瞬发辐射,如中子、γ射线和热X射线、碎片云的延迟β和γ辐射,以及冲击波等,都对电离层产生影响。但是,爆炸高度和爆炸当量不同时,这些因素所携带的能量及其对电离层影响的程度也各不相同。 2.高温高压等离子体火球由爆心向外膨胀时会 压缩地磁场 ,而地磁场约束这种等离子体运动就 产生振荡 ,激发磁流体力学波。这种膨胀压缩过程在等离子体的压强与磁压强和大气压强平衡时才终止,所波及的范围达数百到数千公里。等离子体膨胀过程和激发的磁流体力学波将扰动电离层和磁层,并把所携带的核爆炸能量耗散在广阔的空域中。 3.火球膨胀终止以后,其下部的等离子体碎片物质沉积在100公里左右的高度上,大部分复合成中性物质。上部碎片物质一部分向下沉降,几十分钟后也到达100公里左右高度;一部分则和蜕变的β粒子沿磁力线被导引到南、北两个100公里左右高度处的磁共轭区。到达这三个区域的放射性物质将长期发射延迟β粒子和拍γ光子,电离周围的大气,在电离层D区形成三个范围为数百到数千公里的附加电离区。β粒子并在这三个区域附近激发出极光。这种附加电离是由连续源所产生,故维持时间可达数小时至数十小时,其浓度比自然电离层D区高倍左右。另外,一部分较轻的碎片云中的带电粒子和一部分延迟β粒子,为高空地磁场捕获并在那里形成附加的高能粒子辐射带。这个辐射带可存在数月之久,加在等离子体层顶附近,构成对磁层的一个新的扰动源和对空间电子设备的威胁。 4.高空核爆炸造成的 等离子体环境复杂,范围较大,因而对电波传播的影响比较严重,会造成长波、超长波的突然相位异常和幅度异常,使中波、短波被异常吸收,超短波发生异常衰落等 。但是对于在电离层以下传播的电波则不产生影响。低空核爆炸时各种瞬发辐射为爆心周围的稠密大气所吸收,不能达到电离层;火球本身的运动也触及不到电离层。因此,这两方面对电离层并不产生影响。爆炸后,放射性碎片云在大气动力因子的控制下,可以上升到十几公里以上的高度,所发射的γ光子可以穿入电离层,并使那里的中性粒子发生电离,在D区形成一个附加电离区。 5.电离区的水平范围为数百公里,维持时间约数小时。因放射性碎片云电离源随风飘动,这个电离区不断改变形态,使电离层下边缘不断发生变化。新电离区能强烈地吸收中波、短波段电磁波。它还破坏了地-电离层波导的均匀性和特定性,对长波和超长波的传播也产生一些影响。核爆炸冲击波向上传播时,可以转化为声重波进入电离层,并引起电离层的扰动。其特征是原来电离层的自然层结构遭到破坏,电子浓度激烈起伏,层内出现不均匀结构对电波传播产生一定的影响。这种扰动在F层表现得最为突出,可以持续几个小时,并能传播千公里以上的距离,直到能量全部耗尽为止。地面核爆炸时较大当量的地面核爆炸的冲击波能转化为声重波而影响电离层,其情形和低空核爆炸相似,只是影响的程度小一些。其他形式的爆炸能量不会到达电离层,因此对电离层不产生影响。地面核爆炸的火球能卷起地面的尘土、泥沙等物,并使之汽化,成为一个近地面的扰动源,改变局部区域的介质条件,使通过这一区域的电波受到影响,但时间较短。
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核爆炸与葡萄酒的年份鉴定
songshuhui 2008-9-2 10:50
topaz 发表于2008-08-20 星期三 17:38 分类: 其他 | | 作为一瓶葡萄酒最重要的特性,出产年份自然是大家所关注的中心。一瓶历史悠久的葡萄酒,价值可以达到上千甚至数万美金。那么如何才能准确地判断一瓶葡萄酒的出产年代呢?科学家想出了各种方法,其中最常见的就是像考古学家一样,利用碳 -14 、氩 -40 等放射性同位素的半衰期来计算葡萄酒的产出年份。 这些方法操作起来很方便,而且也相对准确,但是却有个致命的弱点。那就是采用这些方法确定葡萄酒的年代,必须要使用一些葡萄酒样品,也就是不得不把葡萄酒瓶子打开,取几滴酒出来才能检测。对于现代的大批量出产的葡萄酒,当然可以这么做;但是对于那些历史悠久像古董一样珍贵的葡萄酒,怎么可以就这样被随随便便打开而遭到破坏呢?所以,要是能找到一种不用开酒瓶就能测定葡萄酒年代的方法就好了。幸运的是,这样的方法居然被一群研究中微子的科学家无意中发现了。 中微子作为自然界最基本的粒子之一,在过去很多年间,一直是世界各国科学家研究的焦点。可是直到最近几年,科学家也只能确定中微子可能是有质量的,但是究竟是多少,还不能确定。于是,科学家们试图通过观察中微子的能量衰减所带来的射线辐射来进一步了解中微子。可是,因为中微子的质量非常之小,有可能只有一个电子的百万分之一,所以它带来的辐射更是微乎其微。想要观察到中微子的辐射,仪器必须非常的灵敏。同时由于宇宙中、大气中、包括仪器本身都有巨大的辐射,所以如何避免这些的影响,也成为巨大障碍。 法国的 Bordeaux-Gradignan 原子能研究中心 (CENBG) 的科学家,通过长时间的研究,终于研制出具有极低背景辐射的光谱仪,能够检测到自然界正常放射性辐射水平的十万分之一。有了这样的工具,除了观察中微子的辐射,也可以用来精确地检测自然界各种材料的放射性。比如,一个普通人的放射性大概在 100 贝克 / 千克,其中一半的放射性来自人体中的钾 -40 ,另一半则来自碳 -14 。 令科学家们感到惊奇的是,他们在检测一些葡萄酒放射性的时候,居然检测到铯 -137 放射性辐射的存在。要知道,铯 -137 是一种人造的同位素,它只能在人工核裂变中产生。所以科学家们进一步检测了波尔多出产的不同年份的葡萄酒中铯 -137 的放射性,发现这些放射性和其产出年份是有一定函数关系的。特别是在 1950~1963 年之间和 1986 年产出的葡萄酒中,铯 -137 的放射性异常的高,而 1950~1963 年之间恰恰是人类大规模进行核爆炸实验的时期,而 1986 年则正好是切尔诺贝利电站核泄露的日子。同时,科学家发现葡萄酒中铯 -137 的放射性随年份的变化与整个北半球土壤中铯 -137 的变化(主要因为核爆炸后放射性尘埃的沉积)出奇的一致,这正好说明了葡萄酒中铯 -137 放射性的变化反应了人类不同时期核爆炸对环境的影响。反过来讲,假如知道了葡萄酒中铯 -137 放射性,就能通过这个函数关系推导出葡萄酒的出产年份。 更妙的是,因为铯 -137 放射性很强,能够轻易穿透厚厚的玻璃瓶壁。因此科学家们只需要证明玻璃瓶和木塞并不存铯 -137 ,然后就可以在不打开瓶子的情况下直接对葡萄酒进行检测。在 2000 年有一个系列叫做 Margaux 1900 和 Lafite 1900 的葡萄酒出售,每瓶高达 3000 欧元。科学家拿来做了铯 -137 放射性的测试,结果发现其放射性都比较高,推到出产日期应该在 1963 年左右。而科学家同时利用碳 -14 测定,也获得了一致的结果。 当然,这个方法还是有一定局限性的。比如早于 1950 年的葡萄酒,因为之前没有发生人工核爆,所以基本不含有铯 -137 ,这样的话就很难分辨;而即便是 1950 年以后的葡萄酒,在低铯 -137 放射性的情况下,也会出现多种年份的可能性。而那些诸如澳大利亚等远离核爆炸的地区所产出的葡萄酒,似乎也很难利用这个方法来鉴定。 最近,科学家们正在尝试利用检测葡萄酒里面的铅 -210 的放射性来判断其出产日期。与铯 -137 不同,铅 210 来源于空气中氡的衰变,然后落到地上进入葡萄以及葡萄酒,根据铅 -210 进一步衰变导致其在葡萄酒中放射性的变化来判断其出产日期。这样的方法相对于铯 -137 更具有普遍性,但是有不少问题仍未解决,依然有很长的路要走。
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