，就无法支撑自身来对抗引力坍缩。由此得出当时引起极大争议的结论是，任何已经死亡的恒星若仍含有大于这个钱德拉塞卡极限的质量，将无限制地坍缩成为今天称之为黑洞的东西。”虚妄解释道。“我记得，中子在1932年被发现后，一些物理学家和天文学家立刻开始思考存在完全由中子构成、密度介于白矮星和恒星质量黑洞之间的恒星的可能性，并且猜测这种恒星的质量可能有一个上限。”五号补充道。“当时物理学家列夫朗道认为所有恒星都可能含有中子内核，但随后的计算证明，如果恒星内核的中子化真的开始，那将是恒星内区突然坍缩、并在一次爆炸中释放大量引力能的失控过程。”李思特说道。“这一结果和弗里茨兹威基关于中子星可能形成于超新星爆发的观点颇为一致。”五号说道。“到了1930年代末，所有这些思想，还有罗伯特奥本海默和他的学生乔治弗尔科夫的计算，都已公开发表。”虚妄补充道。“还有，奥本海默和弗尔科夫的计算证明中子星的质量确有上限，现在称为奥本海默弗尔科夫极限。任何死亡后的恒星若含有多于3倍太阳的质量，必将无止境地坍缩。”李思特说道。“然而多数天文学家直到14世纪后才认真对待这一有关中子星的思想，而1960年代中期偶然发现的脉冲星终于使他们确信中子星真的存在。”吴刚说道。“你对这还有一些了解”四号看着吴刚问道。“我物理和化学老师可喜欢我了。”吴刚说道。“这好像是天文系吧”楚云问道。“我大学的时候，有选修天文。”吴刚说道。“算我没说。”楚云说道。“现在人们已经承认这些超密恒星确实形成于超新星爆发。超新星爆发时的强大压力可以造就质量小到只及太阳质量110的中子星。任何质量更小的恒星在试图成为中子星的过程中将变成小白矮星，因为有些中子通过β衰变转化为质子。”五号说道。“某些中子星可能是质量接近钱德拉塞卡极限的白矮星演变而成的，如果后者吸积足够的多余物质，使得质量超过这一极限的话。”吴刚说道。“我记得，中子星有一个铁和类似元素构成的外壳，它的下面是正常中子区。再往下则是流体区，其主要成分是超流中子。还可能有一个夸克组成的中心内核。”虚妄说道。“但你们不要忘记了，中子星物质的密度是白矮星的100万倍，水的1000万亿倍，所以每立方厘米中子星物质重达10亿吨左右。”李思特看着他们说道。“真厉害，不如我们来说一下核裂变吧，这和中子也有关。”李思特说道。“核裂变是一个重原子的核分裂为两个或更多部分、并在分裂时释放能量和两到三个自由中子的过程。”四号说道。“说到核裂变，你到是很清楚。”李思特说道。“我只是从新闻到看到的比较多。”四号朝着李思特翻白眼道。“你们要知道，裂变释放能量是因为原子核中质量能量的储存方式以铁及相关元素的核的形态最为有效。从最重的元素一直到铁，能量储存效率基本上是连续变化的。所以，重核能够分裂为较轻核的任何过程在能量关系上都是有利的。”虚妄说道。“这个怎么说”四号问道。“如果较重元素的核能够分裂并形成较轻的核，就会有能量释放出来。然而，很多这类重元素的核一旦在恒星内部形成，即使在形成时要求输入能量，它们却是很稳定的。”五号说道。“怎么说”楚云问道。“那是因为，不稳定的重核，比如铀235的核，可以自发裂变。快速运动的中子撞击不稳定核时，也能触发裂变。由于裂变本身释放分裂的核内中子，所以如果将足够数量的放射性物质堆在一起，那么一个核的自发裂变将触发近旁两个或更多核的裂变，其中每一个至少又触发另外两个核的裂变，依此类推而发生所谓的链式反应。”虚妄说道。“如果我的记忆没有错的话，你说的这就是称之为原子弹和用于发电的核反应堆的能量释放过程。”五号说道。“对于核弹，链式反应是失控的爆炸，因为每个核的裂变引起另外好几个核的裂变。对于核反应堆，反应进行的速率用插入铀堆的可吸收部分中子的物质来控制，使得平均起来每个核的裂变正好引发另外一个核的裂变。”虚妄说道。“能够举例说明吗”楚云问道。“1千克铀235的全部核的裂变将产生20000兆瓦小时的能量，足以让20兆瓦的发电站运转1000小时，与燃烧300万吨煤释放的能量一样多。”五号解释道。“你们真厉害，现在大多数都是核聚变发电了。”楚云说道。“我们说的是核裂变。”四号朝着楚云翻白眼道。“”本章完本章节首发爱有声小说网,请记住网址w第六百五十章 核聚变“那我们就来说说核聚变。”楚云看着他们说道。“那什么是核聚变”虚妄带头看着楚云问道。“核聚变是若干轻核聚合成一个较重的核，并在聚合时释放能量的过程。”楚云淡定地说道。“那核聚变释放的能量是什么”五号紧随其后地问道。“核聚变释放能量是因为原子核中质量能量的储存方式以铁及相关元素的核的形态最为有效。从最轻的元素一直到铁，能量储存效率基本上是连续变化的，所以，轻核能够聚合成为较重核的任何过程在能量关系上都是有利的。”楚云说道。“虽然较轻元素的核可以是稳定的，但如果这些核足够紧密地挤压在一起，例如在恒星内部极高的压力下，他们会出现什么状况”虚妄问道。“很简单啊，它们会克服各自所带正电荷造成的斥力而互相结合，并在结合时放出能量。”楚云说道。“那在恒星内部，聚变释放能量的过程主要有两个，你说是哪两个”五号问道。“你们两个在考试吗”楚云故意露出不满地表情问道。“好像从头到尾，包括在哪吒城市的时候，都是我们两个回答，现在轮到你了，就生气了”五号朝着虚妄眨眼睛道。“就是。”虚妄说道。“碳循环和质子质子反应。”楚云说道。“给我们说说，这两个反应是怎么样的”四号说道。“我也想知道核聚变的时候，会发生什么”李思特说道。“迫使核发生聚变所要求的极端条件，例如超过开氏1千万度的温度，就使得在地球上实现受控条件下的聚变极为困难，这也是氢弹的能量释放过程。”楚云说道。“得赶的给我们说说氢弹核聚变的过程。”李思特兴奋地说道。“氢弹核聚变是借助一个原子弹的爆炸引发的，现在可控的核聚变不是在我们国家使用了吗可是全球第一个使用核聚变发电的国家。”从这个世界楚云的记忆宫殿内，楚云提取了记忆说道。“是的，但你还没说出核聚变的过程。”李思特看着楚云说道。“要知道，两个氘核的聚变释放的能量大约是单个铀235核裂变所产能量的2。但是，由于一个铀235核的重量约为一个氘核的100倍，所以1千克氘所含氘核数将是1千克铀235所含铀235核的大约100倍。”楚云说道。“这能说明什么”李思特问道。“这能说明，如果1千克氘的全部氘核两两聚变，它们将提供与1千克铀235完全裂变大致一样多的能量，也就是相当于燃烧300万吨煤。这就是核聚变，明白了吗”楚云淡定地说道。“回答的很精彩，不如我们来说一下核合成。”虚妄看着他们说道。“这个也是核聚变”李思特问道。“你提出的这个问题，你来回答。”楚云盯着虚妄说道。“我就知道，你不会放过我。”虚妄说道。“算我说的，那什么是你口中的核合成”楚云紧随其后问道。“核合成是最简单元素氢的核转变成较重元素的核的过程。”虚妄说道。“给我们说说这个过程”李思特认真地问道。“在天文学里面，这个核聚变过程的第一步是在大爆炸中完成的，它将大量氢转变成氦。但除最轻的几种元素外，所有其他元素都是在恒星内部叫做恒星核合成的过程中由氢和氦加工而成。”虚妄说道。“怎么说”四号问道。“大爆炸核合成发生在宇宙已经膨胀和冷却到温度大约开氏1000亿度那一刻之后，这大概是奇点爆发后百分之一秒，即暴涨时期已经过去很久。”虚妄说道。“我靠，那么厉害，这样的温度，我看我连灰尘都没有了，死的也痛快”李思特一惊一乍地说道。他的话，让其他人不约而同时的对他翻白眼。“在那时，宇宙迅速膨胀和冷却，在它膨胀冷却时，原始质子和中子经由β衰变和逆β衰变彼此互相转化。这个过程在宇宙年龄约3分46秒钟、温度降到开氏9亿度时结束。”虚妄说道。“然后发生了什么”四号问道。“这时，宇宙继续冷却和膨胀，质子和中子的比例则冻结下来了。你们要知道，重子形态质量的大约25成为氦核，差不多75成为氢核，还有极少量其他轻核，如氘和锂。这就是提供给恒星核合成的原料。”虚妄说道。“有什么相关的历史”楚云问道。“恒星核合成在1950年代是由弗雷德霍伊尔及其同事详细论证的，也让很多人承认大爆炸宇宙学是一门严肃的定量科学。”虚妄说道。“那恒星内部的元素形成过程是怎么样的”李思特问道。“恒星内部的元素形成基本过程是将氦4核，又叫做a粒子，加进已经存在的核，所以元素是按每步4个原子质量单位一步一步加工出来的。氦本身也在主序恒星内部由氢加工而成，所以在恒星演化的较晚阶段有大量的氦作为原料。”虚妄说道。“这让我想到了，核合成系列的第一步就遇到了一个颈。”五号提醒他道。“那是因为两个氦4核结合而成的铍8核极不稳定，它将在形成之后仅仅10亿亿分之一秒破裂。也是因为，霍伊尔的洞察力证明，三a过程可以克服这个颈，因为它实质上是自发地将三个氦4核聚合