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  • 1 # 核先生科普

    我是核先生,這個問題是這樣的。

    地球上的任何物質不外乎由原子、分子、離子等粒子構成,這些粒子又是由帶正電的原子核和帶負電的電子組成,這樣的物質統統稱為正物質,科學家反向思維猜想,有沒有一種物質是由帶負電的原子核和帶正電的電子組成的,如果存在這樣的物質,這就是反物質。

    要是一般人預言了估計沒幾個人關注的,但是預言反物質的是大科學家愛因斯坦,而且在1932年,核物理研究者安德森發現了正電子,對於核物理研究者來說這是極大的鼓舞,更加增加了大家對反物質的探索興趣,直到1995年歐洲核子中心首次在實驗室合成反物質——反氫原子,從而證實了理論猜想。

    反物質有個特徵,就是正物質相遇會湮滅,釋放出大量能量,釋放能量大小同樣滿足愛因斯坦質能方程,即E=m*c2。

    在湮滅過程中,E是湮滅後釋放出的能量,m是湮滅前正物質和和反物質的質量和,也就是物質損失的靜止質量,c是光速。

    瞭解核反應的讀者知道核反應釋放能量的大小也是滿足質能方程E=m*c2的。

    在核反應過程中,E是核反應過程中釋放出的能量,m是核反應過程中發生質量虧損的大小,c是光速。

    從以上方程可以看出,湮滅過程和核反應過程釋放能量的差別主要在於損失的靜止質量大小的差別,係數都是光速(3*10^8米/秒)的平方。湮滅過程質量損失幾乎是100%,而核裂變質量虧損僅為0.09%,核聚變質量虧損也不會超過2%。

    用資料來舉例就是,如果有100g反物質和100g裂變材料,反物質湮滅質量虧損大約損失200g的質量,核裂變損失大約0.09g的質量,相差2222.22倍,前面還要乘以光速的平方,約10^17量級,最終相差了10^20量級。

    最終結論,同等質量的反物質和核裂變材料,反物質湮滅釋放的能量要高得多。

    PS:核物理知識:計算核反應過程質量虧損大小有兩種計算方法:

    以裂變方程為例:U235+1n→Ba142+Kr91+3n,第一種可以查詢原子量表格中各個原子的準確質量,計算反應前後的質量差,第二種分析反應過程中中子轉化為質子的數量來計算反應前後質量差。

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