重聚变(重聚变核反应堆是怎么把石头当燃料烧的?)

用户 星辰大海路上的种花家 的回答

重聚变核反应堆是怎么把石头当燃料烧的?

如果不考虑现实科技水平从理论上来看的话并没有什么问题,因为石头的成分是硅和氧,只不过这个条件实在是太过变态,不要说现在,就是未来很长时间内都难以实现!

重聚变(重聚变核反应堆是怎么把石头当燃料烧的?)

上图是恒星的内部结构,为什么重核聚变发动机烧石头的事情跟晚期恒星内部结构扯上关系了?这是因为只有大恒星(8-10倍太阳质量以上)晚期才能真正的烧“石头”!我们从上图可以看到,从外层到内核就是一个恒星聚变的物质变化过程,但恒星真正的聚变区域在内核,只要温度足够,内核就会从氢氦碳氧一直到铁元素为止,就不再核聚变了,因为铁元素是最稳定的元素,再往后的聚变就需要吸收能量了,往后的聚变将在超新星爆发中完成!但这并不是我们今天要讨论的问题,既然作为行星发动机,那么必须是释放能量,因此行星发动机最后的产物只能是铁!

重聚变(重聚变核反应堆是怎么把石头当燃料烧的?)

那么它是如何来到达这个燃烧碳、氧、氖、镁、硅甚至钙的呢?这些元素的燃烧条件又是如何个变态法?

重聚变(重聚变核反应堆是怎么把石头当燃料烧的?)

上图就是各种元素的聚变要求,请注意最后硅燃烧的条件是30亿度!现代技术到一亿度就已经了不起了,然而这才是达到最低要求的1/30,因此这些秘密也许就隐藏在火石里!

重聚变(重聚变核反应堆是怎么把石头当燃料烧的?)

也许火石就是类似恒星的一个洋葱结构,外层聚变保压下达到内层的聚变条件,然后“层层转包”一直到内核的硅元素钙元素燃烧达到30亿度的条件,然后行星发动机再用技术磁场约束维持,再不断的丢石头进去维持这个燃烧,并且排出已经彻底燃烧后的灰烬-铁,经过磁约束喷管冲向大气层外,产生推进地球的力量!

重聚变(重聚变核反应堆是怎么把石头当燃料烧的?)

所以真正拯救地球的元素是什么?必须是铁元素!看来这个最伟大的元素再一次的拯救了地球!当然我们以现在的技术肯定是不能实现的,但未来技术的进步也是跨越式的,指不定我们数百年后真实现了呢?太阳还不会氦闪,那么行星发动机干嘛呢?推几颗小行星过来开发下,或者改造成未来深空的宇宙飞船可好?

用户 科学与视界 的回答

为了让地球飞出太阳系,躲避即将成为红巨星并膨胀到地球轨道的太阳对地球的吞噬。人类给地球安装了上万台行星发动机。发动机喷出的高速粒子射流会给地球巨大的推动力。这时电影《流浪地球》的基本设定,科幻作品总有这些不怎么符合实际的设定,不然还真没法写。

重聚变(重聚变核反应堆是怎么把石头当燃料烧的?)图:巨大的行星发动机

事实上,太阳确实会膨胀成一个红巨星,并将地球吞噬,只是这还得等上50亿年。太阳最后会坍缩成一颗和地球差不多体积的暗淡的白矮星。人类文明要延续下去,确实要依据别的恒星系。不过,这不是现代人操心的问题,咳咳,儿孙自有儿孙福嘛……

重聚变(重聚变核反应堆是怎么把石头当燃料烧的?)图:恒星的演化

根据设定,行星发动机的燃料是用的岩石。岩石能够作为核聚变材料燃烧吗?当然能,不过笔者不认为这是1000年内人类能够办到的事情。

大质量的恒星会将氢元素一直聚变到铁,由于铁的比结合能在元素中最大。它的核聚变消耗的能量比释放出来的还多,这会导致恒星冷却,引发急剧收缩, 产生超新星爆发。

重聚变(重聚变核反应堆是怎么把石头当燃料烧的?)图:大质量恒星在末期的洋葱结构

所以在理论上,任何原子序数低于铁的物质都可以进行核聚变反应。岩石的主要成分是氧(O)和硅(Si),所以,岩石当然可以用来进行核聚变反应的燃料。只是,它们发生核聚变反应的条件太过苛刻,需要的压力和温度是人类很难办到的。

目前,即使是最容易的达成的氚~氘(为氢的同位素)可控核聚变都还在实验中,离成功还差着十多二十年。

重聚变(重聚变核反应堆是怎么把石头当燃料烧的?)图:可控核聚变装置

用户 印度坠机部部长 的回答

铁之前的元素发生核聚变时都会释放能量。地球上四大物质,氧硅铝铁,硅的含量极为丰富,所以烧石头在技术条件达的到的情况下完全没问题。

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