[ ⑨ ] 雜談夢幻的能源：核融合(一)淺談核能

看板Touhou作者momijichan (椛ちゃん)時間13年前 (2011/01/25 13:59)推噓10(10推 0噓 13→)

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本分類就是笨... 閒聊 ▊◤ ◥▎ ╲◥▼◣◣◢◢▼◤╱ 歡迎大家使用本項盡情哈拉 ◣╲◥ ︵︵ ◤╱◢ ◆── ◣┌┐◢ ──◆ 耍笨冰青蛙教人預防感冒等都不限制XD ╱◢ / 介 \ ◣╲ ▲﹏▲ ψ鱻閒聊時請心平氣和還有別太嚴肅別忘了你是在閒聊喔該從哪裡說起呢？那是距離現在36...不，106年以前的事了。那個公式有72種推導方法，不過最終只是要證明一個式子： E=mc^2 愛因思坦，真是個有趣的人吶！惡搞就到此為止了，以下講比較正經的。　　在講夢幻的能源：核融合(中國用語為：核聚變)之前，首先要講核能和一般能源的差別在哪裡。　　一般我們生活中所使用的能量來源中，為數不少是來自於化學能的釋放，如電池、化石燃料，事實上人體就是一個極複雜的化學反應所組成，而其它如水力、風力等等的能源，是直接由動能轉換而來，其利用比例很低，而且成本相對的高，而且雖然號稱對環境無影響實際上或多或少還是有所影響的。而再以台灣為例，台灣七成左右的電力來源為燒煤的火力發電廠，轉換成核能以外的發電廠都會造成成本大幅度的提高，經濟的問題就不多談了。　　而講到化學能和核能的差別，以自然界中最其本的氫原子為例子，化學能的能量來源基本上就是電子在軌域上的躍遷，而氫原子能釋放最大的化學能為軌域無限大到最底層的軌域（n=∞→n=1），這邊可能很多人聽來霧煞煞的，不過我只要各位記住下面幾個數字：一個氫原子所能釋放的最大化學能為：13.6eV ※ (1eV=1.6022*10^-19焦耳) 而一個氫原子完全消滅可得的能量約為931.46MeV 　　在這裡M代表百萬(10^6)，所以在這裡核能所得的能量約為化學能的6800萬倍，所以核能遠遠比起燒柴燒煤吃飯有效率多了，可惜人跟靈夢一樣沒吃東西就會餓死，就算沒飯可吃，吃草能活的機率是直接吃核能的無限大！ XD 　　不過實際上要消滅原子的質量可沒這麼的簡單，完全消滅一個原子的方法只有正反物質對消這個方法，不過反物質要是這麼好找的話地球上就天天核爆沒人活著了。但是要消減一部份是做得到的，早在20世紀前期科學家就量測出各種元素的質量並不是單純的整數相加，而是存在有小數點等級的差異，例如由一個質子所組成的氫原子，和由兩個質子兩個中子組合而成的氦原子，每個質子的質量竟然少了千分之七，雖然這個數字看起來很小，不過換算成能量還是將近最大化學能的48萬倍，而實現這種過程的，正是核融合！實際上來說，除了核融合外還有另一種我們熟知的核能來源：核分裂。他與核融合幾乎是對立的存在，但是為什麼呢？詳細說明就要看圖了： http://zh.wikipedia.org/zh-tw/File:Binding_energy_curve_-_common_isotopes.svg 　　看了圖之後有沒有發現跟我上面寫的東西一樣完全看不懂呢？這時候路西法就說了：　　「這個？這可是人類智慧的結晶啊！」　　總之簡單的說呢，圖中的橫軸代表原子序的增加，而縱軸上的高低差就是原子間的能量差，由低到高會放出能量，圖中的最高點對應的元素是鐵，所以比鐵輕的元素只要透過核融合就可以放出能量，而比鐵重元素只要透過核分裂降低原子序也可以放出能量，而鐵怎麼轉變都只吸收能量。　　所以要怎樣讓阿空不那麼熱呢？拿塊鐵給他就行了！　　在下篇我會談到核融合的東西，在這邊就先說一下外界目前所廣為應用的核能：核分裂(中國用語為：核裂變)吧。雖然說理論上元素周期表上所有比鐵重的元素都可以透過核分裂來產生能量，不過實際上要引發核分裂可沒那麼容易，現在常用於核分裂反應的元素為鈾235、鈽239(據說釷232也可以)，主要是因為這些特別的重元素在吸收中子後因為會變得極不穩定而分裂，並且分裂後會產生中子引發其它的分裂反應使得反應能持續的進行，這種反應稱為連鎖反應。失控的連鎖反應就是所謂的核彈，而將反應中產生的中子控制其產生速率使得連鎖反應慢速的進行，就可以應用成為日常生活用電來源的核能發電。　　而人們之所以害怕核能，主要是因為核分裂的產物多半含有具放射性的不穩定原子，雖說不穩定，其中的半衰期可能長達數年至數萬年不等，在這麼長的時間都會產生對生命有危害的放射線，也難怪人們會恐懼了。　　而不論是核能或是化學能，多數的能量產生方式都是變成熱能散出，所以靈夢在茨歌仙中吐嘈核能只能拿來煮開水，而事實上人們在利用熱能上來說使用的方法幾本上跟煮開水沒差多少，人們生活中的各種動力機械基本上都是熱機，能量轉換的過程跟煮開水推動的機器都可以用熱力學去解釋，所以說煮開水實在是不得以的方法啊！ > 本人的物理程度實際上只有普物還勉強能看，所以有錯還請見諒囉！ -- ※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc) ◆ From: 114.43.79.226

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AkiMinoriko

01/25 14:08, , 1^F

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ChildLuna

01/25 14:27, , 2^F

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momijichan

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