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  • 1 # 科技奇聞木子李

    首先這個問題我們得回顧下高中知識,也就是原子核的組成是由質子和中子構成。

    其次我們在來了解什麼是核聚變,核聚變一般是原子核層面進行的,而不是在原子層面進行的,這是和化學反應有區別的。

    舉個例子,恆星的燃燒實質就是恆星內部在發生著核聚變,在太陽核心引力作用下,溫度急劇上升,壓強也急劇上升,導致它的核心溫度達到了1500萬℃,壓強是200多萬個大氣壓。這時候,恆星核心的物質就不再是簡單的氣態,固態,液態了,而是一種叫做等離子態的狀態。

    或許這樣說有點深奧,我們可以簡單地理解為:由於溫度、壓強太高,電子和原子核受不了高溫在恆星核心到處亂跑。

    所以,鐵元素原子本身並不算穩定(這裡指的是化學性質的不穩定),但是鐵原子核特別穩定(這裡指的是核聚變和核裂變層面的穩定。)。意思是說:如果你想掰碎一個原子核,是需要能量的,我們管這個叫做比結合能,而在整個元素週期表中,想要掰碎鐵原子核是最難的,所以,鐵原子核是比結合能最高的原子核。

    科學家發現,在大自然中,原子序數在鐵之前的元素原子核都可以聚變成原子序數更高的元素原子核,並且釋放出大量能量,這就是核聚變反應,氫彈就是這個原理。而比鐵原子序數更高的元素原子核有裂變的傾向,可以透過核裂變使得自身的原子序數降低,並釋放能量,原子彈就是這個原理。

    所以,這也是為什麼核聚變的終點是鐵原子核,如果你要讓鐵來發生核聚變反應,條件是十分苛刻的,而且最後發生反應所需要的能量,比核聚變後產生的能量還少得多,而鐵原子核也成為了最穩定的元素原子核。

  • 2 # 科學剃刀

    不是終點,是谷點,是理論上透過聚變產生“結合能差”也就是能量收益,只能到鐵。

    你可以把鐵核想象成1個U型管的最低點,左邊是聚變,右邊是裂變,約束條件是必須產生能量收益。

    上面提到的“比結合能”也叫平均結合能,衡量核子的結合穩固程度,或者說把1個核子拆開需要多大的能量。數值越大越穩固。最大值出現在鐵核處。

    想要獲得能量,就得從比結合能小的核素向數值大的核素重組,所以鐵之前的核素,準確的說是核子數小於25的輕核就得朝著鐵核前進,小變大,就是聚變了。

    再往後就到了U型管的右側,只能大變小,裂變產生結合能差(能量)。

    正如前面所講,這是谷點,再往後,要想再變成更大的核,也可以聚變,但不能產生能量,需要你給它能量了。

    不過這可不是現在人類能幹的事了,恆星生命走向終點時特別是超新星爆發時才能超越鐵這個谷底並繼續往金鉑,直到鈾238等超重元素。

  • 3 # 使用者金尊李

    鐵之前元素核聚變是釋放能量,所以能維持星球引力而不塌陷。鐵之後就是吸收能量核聚變了,沒有了能量提供的膨脹力,星球就會塌陷成中子星或引發超新星暴炸,所以星聚變只能到鐵元素。

  • 4 # 村曉剛

    鐵原子構造非常穩定,已經沒有能量參加核聚變了,太陽中心位置 其他金屬也是被迫核聚變的,多數金屬在爆炸時,被推出核心了,當太陽的核心都是鐵的時候,太陽為了維持核聚變,自身就變的臃腫,越變越大 ,最後他的使命結束了,一場盛大的煙火,結束太陽漫長的一生

  • 5 # 雷霆工作室

    簡單說,聚變反應將小核累積成大原子核,裂變反應是大核分裂成小原子核,鐵原子不大不小剛好是兩種趨勢的分界點。比鐵大的核發生核反應時分裂,比鐵小的核發生核反應時聚合。

  • 6 # 我的自白書

    中子和質子結合最緊密的原子核就是鐵。原子核結合需要的是強力!當強力抵消掉磁力所獲得的數值最大時,為核變終點,最穩定

  • 7 # 我們的創造

    核子結合成原子核的過程會釋放能量,這個能量就是結合能。不過肯定是越大的原子核結合能越高,所以有用的是每個核子的平均結合能——比結合能。

    核反應前後核子總量不變,所以比結合能低的原子核透過核反應變成比結合能高的原子核,就會釋放能量。

    在輕元素一側,原子核的比結合能大致隨核子數增加而變大,所以輕核聚變可以釋放能量。但是這一趨勢逐漸變緩,到鐵原子核為止。

    鐵原子核是比結合能最高的原子核,鐵之後的原子核比結合能又會下降,聚變成更重的元素就需要吸收能量,所以鐵是可以自我維持的放能核聚變的終點。

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