两个氦原子,核聚变发动机原理是什么

两个氦原子，核聚变发动机原理是什么？

核聚变发动机是一种利用核聚变反应产生能量的发动机。其原理是将氢等轻元素通过高温高压等条件聚变为氦等更重的元素，释放出大量能量，产生高温高压的等离子体，从而驱动发动机运转。

具体来说，核聚变发动机利用了氢原子的核聚变反应，将两个氢原子聚合成一个氦原子，同时释放出大量能量。这个过程需要高温高压的环境，通常需要采用惯性约束聚变、磁约束聚变等技术来实现。

核聚变发动机的优点是能量密度高、燃料来源广泛，而且产生的废物较少，不会产生核污染等问题。但是，核聚变发动机的技术难度较大，目前还没有实用化的核聚变发动机问世，仍需要进一步的研发和实验。

辐射分为哪三种射线？

辐射分为三种射线：阿尔法射线（α）、贝塔射线（β）和伽马射线（γ）。

阿尔法射线是由两个质子和两个中子组成的核粒子流，其带电量为+2。因其质量大，速度慢，在物质中传播能力弱，所以对人体威胁较小。

贝塔射线是由高能电子组成的带电粒子流。它的带电量为-1，速度较快，穿透力比阿尔法射线强，但也不如伽马射线。

伽马射线是一种高频率、高能量、无质量、无电荷的电磁辐射。它具有极强的穿透力和渗透力，可以穿过几乎所有物质，并直接影响人体细胞结构。因此，伽马辐射对人体健康威胁最大。

什么是核子结合原子核？

两个氢原子结合成一个氦原子，这就是热聚变核反应，氢弹爆炸就是这原理。

聚变和裂变是怎样区别的？

聚变和裂变是两种不同的核反应过程，它们的主要区别在于核反应的物质和方式。

聚变是指两个轻核聚合成为一个更重的核的过程。聚变反应通常需要高温高压的条件，如在太阳和恒星内部的核心中，氢原子核通过聚变反应形成氦原子核，释放出大量的能量。聚变反应的产物通常是较重的原子核和高能粒子。

裂变是指一个重核裂变成为两个较轻的核的过程。裂变反应通常需要中子的轰击，如在核反应堆中通过将铀等重元素轰击中子，使其发生裂变反应，产生大量的热能和辐射。裂变反应的产物通常是较轻的原子核、中子和大量释放的能量。

总之，聚变和裂变是两种核反应过程，其区别在于聚变反应是将两个轻核聚合成为一个重核，裂变反应则是将一个重核裂变成为两个轻核；聚变反应通常需要高温高压的条件，裂变反应则需要中子的轰击；聚变反应的产物是较重的原子核和高能粒子，裂变反应的产物是较轻的原子核、中子和能量。

强行压缩水会出现什么事？

水由氢原子和氧原子构成，原子的质量主要集中在原子核上，但是原子核的体积非常非常小。

如果一个原子有一个足球场那么大，原子核只有足球场中间趴着的蚂蚁那么大。从体积上来说，原子的体积比原子核的体积要大10,000亿倍。

而且，在原子核外围运行的电子体积是无穷小。

所以，原子中间绝大部分都是空隙，当然是可以压缩的。通常水不能被压缩，是因为原子核和电子都带电，接近的时候会产生强大的斥力（包括简并压力）。

水难以压缩，但是也不是完全不能压缩。

大家坐好，现在我们就开始压缩水的旅程，看看在高压下水到底会发生什么变化。

在1万个大气压之内，水的体积几乎不会变。

在15万个大气压下，一个1米×1米×1米的立方体水，会变成0.99米×0.99米×0.99米，水的体积只会缩小百万分之1。

这个时候什么也不会发生。

继续增大压力，加压到45万个大气压。分子之间的距离缩短，分子内部的共价键断裂。然后氢原子在液体状态下旋转，部分电子脱离原子核的束缚。这个时候水会变颜色，从透明变成了不透明和黑色。

继续加压到480万个大气压，这个压力已经超过了地球最中心的压力（380万个大气压）。

这个时候水会突然从黑色变得有光泽，核外电子变成金属中的电子，这就是所谓的金属氢。

这样巨大的压力，可以用金刚石顶砧实现。

●2017年，美国哈佛大学西尔维拉团队最终在465到495 GPa之间的压力下制造出了金属氢。

480万个大气压，是地球上机械压力能够实现的极限。

在木星的内部也有这样的压力，所以木星的内部有一大团金属氢。

但是，即使压缩到这个程度，氢原子离能够产生核聚变的程度还差得很远。

继续加压到3000亿个大气压。这就是太阳内部的压力，这个时候水的体积会缩小到原来的1%。1米×1米×1米边长的水立方体，会压缩成0.22米×0.22米×0.22米的水立方体。

如果这个时候的水（当然这个时候已经不是水了，为了方便我们仍然这样叫）仍然维持常温，仍然不会发生核聚变。

因为这个时候原子核和原子核之间的距离仍然非常巨大，而且它们之间有强大的库伦斥力。

维持3000亿个大气压的压力，同时把水的温度加热到一千五百万度，才会产生极其缓慢的核聚变。

因为不可能4个原子核同时碰在一起，只有两个原子核按照概率碰撞，每4个氢原子平均要700万年才能变成一个氦原子。

这还要借助一种所谓的隧道效应，来跳过电斥力形成的能量壁垒（隧道效应的强弱和温度有关）。

在这种情况下，0.22m×0.22m×0.22m的氢氧混合等离子浆体只能放出0.04瓦的功率。连一个LED的灯珠都点不亮。

在地球上实现如此高的压力和温度，需要借助激光的光压。

这个装置通常用来模拟核爆炸，中国的模拟装置叫做神光，美国的叫做国家点火装置。

美国国家点火装置，位于加利福尼亚州，全称为：劳伦斯利弗莫尔国家实验室美国能源部国家点火设施，简称NIF。

这个装置使用192个激光器，把光束投射到靶室中间的一个含有聚变材料的微型玻璃球上，产生极高的温度和压力，点燃聚变材料。

NIF中使用的激光束从主振荡器开始，作为一个单一的低能（红外）激光脉冲，持续时间从100万亿分之一秒到250亿分之一秒。光束被分成48个新的光束，通过单独的前置放大器，每束光的能量会提高100亿倍。

然后，这48束光束中的每一束又分成4束新的光束，被送入192个主激光放大器系统。每束光通过特殊的玻璃放大器和可调反射镜来回传输，将光束再放大约15000倍，将其波长转换为紫外线。

最后，192束光被射入直径10米的真空靶室，在1/10,000亿秒的时间内，在激光器的聚焦中心可以产生1亿度的高温和1000亿个大气压，引发核聚变。

这是人类能够制造的最高的压力和温度，只有在这种情况下，水才会爆炸。

继续增加压力，把一立方米的水压缩成半径1.68*10^-26米的小球，水会变成一个吨级别的微型黑洞，就会把地球给吞掉。

但是，这是地球上的技术无法实现的。

理论上欧洲强子对撞机可以制造出极其微小的黑洞，但是由于质量太小，黑洞会很快蒸发。