地核温度为什么这么高? 地核一直在进行着核聚变吗?

故事贩卖机 2018-01-02

显然,地球内部一直都没有进行核聚变,因为根本就没有条件发生核聚变反应。如果地球内部存在核聚变,生活在地球表面上的生命就不可能过得这么安稳了。首先,地球的成分就决定了它几乎不可能发生核聚变,因为地球的组成包括很难发生核聚变反应的金属和硅酸盐岩石,而非更容易发生核聚变的氢和氦。此外,地球的温度和压力远远低于核聚变所需的条件。

地球的结构可分为三层,最外层是地壳,厚度不到100千米。地壳往下则是地幔,这里可分为上地幔和下地幔,其总厚度大约为2900千米。再往下就是地核,这里可分为外地核和内地核,其总厚度大约为3400千米。不管是内地核还是外地核,它们均由铁组成,此外还包括少量的镍。外地核是液态的,而内地核在极大的压力下呈现为固态。根据估计,内地核的温度为5500摄氏度,与太阳表面的温度相当。另一方面,地球内核的压力相当于326万个地球大气压。然而,两个参数的大小在宇宙中微不足道。

地核温度为什么这么高? 地核一直在进行着核聚变吗?

即便组成地球的成分与恒星相接近,即主要由氢和氦组成,但地球核心的温度和压力根本不足以引发核聚变反应。要知道,在太阳的核心区域,温度可达1500万度,压力可达地球大气压的2600万倍,只有在这种严苛的条件下,氢才会聚变形成氦。恒星的温度和压力取决于它们的质量,如果其质量较小,那么,从氢到氦的核聚变反应无法被启动,只存在氘核聚变,这种恒星被称作褐矮星。只有当质量大于太阳的7.5%时,氢才会进行核聚变。

人们获取核能的方式有两种:核裂变与核聚变。

一个较重的原子核,能够分裂为2个或几个中等质量的原子核,同时放出基本粒子,射线,能量,这个过程,可以是自然发生的,也可能是受到粒子撞击原子核后发生的,这是核裂变,目前的核反应堆,均是核裂变。

地核温度为什么这么高? 地核一直在进行着核聚变吗?

原子弹也是核裂变的应用。其原理为链式反应,只要有足够多的强放射性元素聚在一起,使其自发放射的许多粒子,不易穿出,能引起别的更多的原子核裂变,再次释放出更大数量的粒子,这样,整个放射性物质就会在瞬间爆炸,这就是原子弹的爆炸。美在日本投放的首颗原子弹,裂变材料多达50公斤,但仅1公斤左右发生裂变,原因在于,爆后核材料迅速扩散,致便大部分裂变产生的粒子,没有引起新的键式反应。

但聚变的反应条件更为严苛,需要较轻的原子核,克服核子间强大的正电排斥力,充分接近,直至核子间强相互作用,开始发挥作用,才能使两个轻核聚在一起,形成质量稍大的原子核,如何实现呢?这需要高温高压,高温使轻核运动速度加快,相互撞击力度增大,而高压使轻核间距离变近,使聚变容易发生。

地核温度为什么这么高? 地核一直在进行着核聚变吗?

那需要多高温度呢?

三千五百万摄氏度以上。

普通的加热手段,难以奏效,当然,眼下科学家的也正在研究。容易实观的是利用原子弹爆炸产生的高温高压。这就是氢弹的原理,是以原子弹作雷管来起爆的,威力自然比原子弹大得多,几千万吨级TNT当量都不在话下,广岛原子弹只有1万多吨当量。

地球内部有放射性元素,其自发放射能产生热量,这也是地球内部高温产生的原因之一,但地球内部温度只有几千多摄氏度,远达不到聚变所需的几千万度高温,所以不是聚变。

放射性元素的射线对人是有害的

放射性元素可以用于地质探测,曾有一个探测队,将一放射性小金属圆片丢失,被一村民捡到,带回了家中,导致家人受到强射线照射,多人癌发亡故,极为悲惨。而我国著名的两弹一星的功勋科学家邓稼先,为了排除试验故障,明知危险,却冲在了最前面,最终受到了大量辐射,早早的离开了我们……但原子弹成功了,我们拥有了大国利器,这是和平的基石……希望各位,都能记住他的名字、事迹。

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