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  • 1 # yihainan_new

    技術上難點:要撞擊原子,首先要從物質中分解出大量的單個原子難度太大,另外撞擊產生的能量的收集轉換也是一個大的技術難點。

    經濟上的難點:要把原子流加速到能撞擊致分裂所耗費的能量實在太大太大經濟上得不償上。

    所以在可預見的未來不太會有人這麼做。

  • 2 # 0o幸福一家o0

    實現聚變不算難,

    氫彈作響多少年。

    海里淡水同位素,

    管控數量美夢圓。

  • 3 # 海山

    對撞機不可能撞出核能。不可能使原子核產生核反應。核能根本不是靠外部撞擊釋放核內部能量。外部磁場加速的粒子束對撞所能描準的機率就很低,既使撞出粒子碎片,其存在時間極短,在毫秒級,極難捕捉和記錄,既使記錄了也難以發現其特點,更難以深入研究。既使用這種方式發現新粒子,也難以利用,更無產生經濟與社會效益的可能,最多讓研究人員出幾篇命名新粒子的所謂論文,且論證不出什麼,除此以外毫無價值。

  • 4 # 語境思維
    ▲北京正負電子對撞機國家實驗室,探尋粒子的奇妙世界。簡介:強子物理學、強子對撞機

    粒子物理的強子(hadron),理論上,是由夸克或反夸克透過強力捆綁在一起的複合粒子。

    強子分為重子、介子與奇介子。重子是含夸克環的費米子,主要是質子和中子。介子是含±夸克的玻色子,如π⁰(±u),π⁺(ud⁻),π⁻(du⁻)。

    奇介子是含奇夸克(c)的四夸克簇(如Z4.43G)。上帝粒子也是夸克簇,若含頂夸克(t),其質量竟然高達171.2G=182.5個質子質量,這是基於E=mc²算出來的,嚴重違背能量守恆。

    ▲歐洲擬建100公里對撞機尋找平行宇宙

    除了質子與束縛中子,其它強子都是不穩定的,壽命≤10⁻²⁴秒,這樣的強子是不能作為基本粒子的。相對穩定性是基本粒子的必要條件。

    強子物理學的強子對撞機,主要採用質子槍射擊類鉛原子核,然後分析產生的粒子射叢。

    這與正負電子對撞機,將兩個光電子,分別射入正反向磁場,加速達到光速(v=c)再對撞,的工作原理是一樣的。

    估算:強子對撞機的投入產出比

    把離子對撞產生的“超能”作為新能源,不是裂變能,也不是聚變能,而是“湮滅能”。

    工作原理:電源提供的電勢能(eU),將1個電子(e)急劇膨脹為1個光子(γ),同時釋放電子自旋勢能(m₀c²=hf₀)與電子動能(½m₀c²=hf*)。

    無論對撞在±電子之間、±質子之間、還是在質子與鉛核之間,都會涉及以下三個方程:

    正負電子的湮滅方程:

    e↓+e↑+2×½m₀c²→γ↓+γ↑+2hf*...(1)

    相應的兩個場效應方程:

    動能轉換:eU=½m₀c²=hf*...(2)

    勢能轉換:m₀c²=hf₀...(3)

    正負離子的湮滅方程,只要在方程(1)的兩邊同時乘以電子當量數(n=m/m₀)即可。

    例如,1個質子急劇膨脹為1836個光子。釋放的能量是電子湮滅的n=m/m₀=1836倍。

    方程(1),有三個要點:

    ① 兩邊的場質量守恆:方程左邊沒有寫出粒子外圍有大量的場質量,而動能增量△Ek=2×½m₀c²有急劇的質增效應,即當電子以光速運動時,擾動附近場量子的平均半徑急劇縮小,密度急劇增大,導致外圍的場介質大量湧入,產生“窪地效應”。

    質增量主要取決於:m"≈m₀R³/r³...(4),

    ② 左右兩邊的動能守恆:電子環繞動能=光子輻射動能。即方程(2)。

    方程(2),有一個要點:

    電子動能轉換為光子輻射能。這裡沒有多餘的能量可利用,而且是虧損的,因為提供給電子槍的電源,至少有渦損與線損。

    方程(3),有兩個要點:

    ① 可用能源的關鍵:電子勢能=光子勢能。根據熵增原理,通常的光子勢能由於頻率較低處於低能位是不可利用的。但強子對撞機撞出來的都是頻率最高的光子,處於絕對高能位。這是對撞機產生新能源的理論依據。

    ② 這就相當於提供給電子槍(離子槍)能源,只用來激發光子勢能而有“倍增效應”:

    即:eU=½m₀c²=hf₀,2eU→m₀c²=2hf₀

    投入產出比:η≥eU/2eU=50%

    估算:強子對撞機的最小規模

    顯然,與正負電子湮滅新能源的“倍增效應”的倍增器輸入的加速電壓,至少是:

    U(±e)=½m₀c²/e...(5)

    =½×9.11×10⁻³¹×(3×10⁸)²÷(1.6×10⁻¹⁹)

    =2.56×10⁵[V]=25.6萬伏特。

    也可估算所產生的溫度,由於熱能的本質是電子動能激發的電磁波輻射,可以用熱力學第一定律來估算:

    ½mv²=(m/m₀)1.5kT...(6)

    T=½m₀v²/1.5k...(7)

    =½m₀c²/1.5k

    =½×9.11×10⁻³¹×(3×10⁸)²÷(1.5×1.38×10⁻²³)

    =1.98×10⁹[K]

    =19.8億開

    比較,透射型電子顯微鏡把電子加速到0.6c需要的加速電壓為10萬伏特。

    如果是正負質子(±p)湮滅反應,需要的加速電壓為:

    U(±p)=1836U(±e)...(8)

    =4.7億伏特。

    溫度與電子湮滅一樣,因為溫度、速度、頻率都是強度指標。

    但產生的熱量是電子的1836倍,因為質量、熱量、輻射能都是總量指標。

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