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1 # 李志勇LZY
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2 # 劉偉liu
核爆依然符合物質不滅定律,依然符合能量守恆定律。至於質量在表面現象似乎減少了,其實質量依然是零消耗。因為核爆,有的電子慣性在足夠強的能量作用下,衝出核保護傘的範圍,而成為空間飄逸的電子。但是空間飄逸的電子依然是物質世界範疇。也就是核爆是微觀能量轉換成宏觀能量的一種現象,而絕不是質量轉化能量。
能量變質量的例子其實每時每刻都在發生,只是因為太微弱我們無法感覺到甚至無法探測到,因為能量變質量一般情況下無法像核彈裡的質量轉能量一樣瞬間集中發生,所以在常規下不具有可探測性。(比如光合作用和人曬太陽實際上都有極微量的能量被轉化成質量了,只是我們無法察覺,甚至最先進的儀器都檢測不出來)。
但是常規下不行我們可以來飛常規的,大家都知道的加速器高能碰撞,特別是歐洲大型強子對撞機的對撞實驗,透過數20多公里長的真空軌道,利用電力產生高強度的軌道磁場把帶電質子束加速到接近光速進行對撞,實驗結果撞出大量基本粒子,和介子等,得到的粒子總質量超過原有的質子束的總質量,那麼這多出的質量哪裡來的呢?答案就是軌道中被磁場加速時獲得的,也就是說軌道磁場的一部分能量被轉化成質量了。
另外還有一個一般人忽略掉的,就是核能。題目裡提到核彈的質量轉能量,但你知不知道這核能是哪來的?原子核的結合能實際上來自於是夸克結合成質子的強核力溢位的部分,也就是核能的能量本質是強核力,而強核力是由一種稱為膠子的傳播子攜帶的,而膠子本身沒有靜質量。
但它擁有超強的能量,當強核力透過膠子的交換把夸克束縛在質子內時,它就在質子上表現為質量,也就是說質子的質量一部分是來自於束縛夸克的0質量粒子——膠子所攜帶的能量的,那膠子提供的這部分質量大約佔多少呢?答案是90%以上。也就是質子質量的90%以上其實就是膠子所攜帶的能量。
比如廣島原子彈的能量相當於2萬噸TNT,但它真正消失的質量只有1g,那麼我們是否要這樣操作呢?簡直令人窒息,不過科學研究卻不是這樣計算成本的,因為它正在揭示我們這個宇宙大廈基石的秘密!
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3 # 艾伯史密斯
答:質能方程指出,哪怕是微小的質量虧損,也會伴隨巨大的能量釋放,對於一顆30萬噸TNT當量的核彈,質量虧損大約是14克;1945年8月6日,美國在日本投放的廣島原子彈大約為2萬噸TNT當量,折算成質量虧損為0.93克。
質能方程狹義相對論指出,質量和能量是統一的,兩者之間的關係由質能方程描述:
E=mc^2
其中c表示真空中的光速,大約為3*10^8m/s,光速的平方將是一個非常大的數,於是質能方程指出,哪怕是微小質量的物體中,都包含著巨大的能量,但是要把質量轉化為能量並非那麼容易。
在理論上,化學反應也會導致質量虧損,不過化學反應只涉及原子中的電磁力,釋放或者吸收的能量只會引起微弱的質量變化,所以化學反應中可認為質量是守恆的,比如1千克氫氣燃燒,導致的質量虧損只有8*10^-10千克,質能轉化率是12億分之一。
核反應在核反應中,會涉及強相互作用和弱相互作用的變化,其中強相互作用的強度是電磁力的100倍,於是在核反應中,一般都會引發明顯的質量虧損,導致巨大的能量釋放。
原子彈是利用重核原子的裂變原理製成,質能轉化率可以達到0.09%;氫彈是利用輕原子的聚變原理製成,質能轉化率可以達到0.7%,相當於1克聚變物質反應,質能虧損大約為0.007克,釋放能量6*10^8KJ,或者20噸標準煤燃燒釋放能量。
核武器的當量1噸TNT當量相當於能量4.19*10^6KJ,一枚核武器的當量和自身填充量有關,原子彈由於存在臨界質量,所以有爆炸上限,一般從10~50萬噸TNT當量不等,氫彈的爆炸當量是沒有上限的。
比如下面幾次核爆:
(1)世界上第一顆原子彈,是美國在1945年7月16日引爆的“瘦子”,釋放能量相當於1.3萬噸TNT當量。
(2)1967年6月17日,我國成功空投了一顆氫彈,相當於300萬噸TNT當量。
(3)目前人類引爆過最大的核彈,是蘇聯的沙皇氫彈,相當於5000萬噸TNT當量。
目前世界上有核國家的核彈,都是朝著小型化發展,一般設計在1000~20萬噸TNT當量具有實戰意義,最小的可以做到10噸TNT當量,第一代核武器是原子彈,第二代核武器是氫彈,而第三代核武器則是中子彈。
回覆列表
你沒說核彈型號大小?
內裝核心燃料是多少?
因為我實又是個外行?
謝你邀問我沒辦法答。