第429章 量子隧穿 (1/2)
“好了!”
“既然大家已经学会讲道理了。”
“我们就开始这次的会议吧。”李默打开手提箱,从里面掏出一大摞手稿,然后从旁边拉来一张黑板。
转身在黑板上画了一个圆圈,指着圆圈说道:“太阳!”
“大家都知道可控核聚变最大的难点在于核聚变需要极高温度,一般认为把氘氚等离子体加热到亿摄氏度,才能维持可持续的核聚变。”
“但是我们地球上的所有材料,都无法容纳温度高达亿摄氏度的离子体。所以为了解决这个问题,有两种方案应运而生,一个是惯性约束,用惯性约束极高温的等离子体,比如我国的神光和国的国家点火计划;另一种就是磁约束,是用磁力约束高温的等离子体,比如托卡马克、仿星器等。”
“但大家想没想过一个问题,为什么太阳的内部温度只有600万度,并不满足亿摄氏度的聚变条件,却可以产生持续的核聚变呢?”
“量子隧穿!”高能物理理论研究学派的孙教授率先举起了手:“太阳内部的氘粒子和氚粒子之间出现了量子隧穿效应,所以才可以在600万度的温度下,发生可持续的核聚变。”
量子隧穿效应是量子力学中一种“反常识”的效应,也是宇宙中恒星发生核聚变的关键机制。它表示微观粒子能够穿入或穿越位势垒的量子行为,尽管位势垒的高度大于粒子的总能量。
通俗的讲,就氘粒子和氚粒子需要加热到亿摄氏度,它们的原子核才具有足够能量来克服库仑位势垒,使得原子核与原子核之间的距离小于0n,从而发生核聚变。
太阳上温度只有600万摄氏度的情况下,一些原子核会在量子隧穿效应下穿越库仑位势垒,从而促成核聚变。
只是量子隧穿效应发生的几率极低,低到人类无法想象。照理说,由于概率太低,在太阳上是很难自发发生的。不过,太阳有个特点,那就是足够大。也因此,构成太阳的粒子数足够多。即便是再小的概率,放到太阳这样的基础上,也是能够发生的。
就像在人类的认知中,一个人去穿过一堵墙,这是一个不可能事件!
这个宇宙的万物都由粒子组成,人和墙也不例外。那么根据量子隧穿效应,人体是有可能穿过墙的!
只是这个概率实在是太小太小了,假如一个原子穿过墙的概率是百万分之一,那么一个人大概有0的27次方个原子,也就是说,人体的每一个原子刚好都穿过墙的概率为:0000000(小数点后大概有60个零,而墙越厚,零的个数还会指数型增加!
这个概率大概相当于从宇宙形成到现在,一个人每天中一次五百万,一直中到现在的概率!但是只要概率不为零,必然有发生的那么一次
“哈哈哈!”周院士突然站起身来,仰天大笑:“我以为是什么新鲜的玩意呢?”
“原来是量子隧穿效应啊。”
“不可否认,由于量子隧穿效应的存在,可持续核聚变要求的条件将大大降低。”
“但是,李大科学家,您是否忽略了一个事实,那就是概率!”
“量子隧穿效应发生的概率实在太低了低到无法想象低到只有太阳那样的体量,才可能发生。”
“你能制造出一颗太阳大小的核聚变发生器吗?”
“不能吧!”
“所以,量子隧穿效应对我们人类的可控核聚变项目而言,毫无意义!”
 
“既然大家已经学会讲道理了。”
“我们就开始这次的会议吧。”李默打开手提箱,从里面掏出一大摞手稿,然后从旁边拉来一张黑板。
转身在黑板上画了一个圆圈,指着圆圈说道:“太阳!”
“大家都知道可控核聚变最大的难点在于核聚变需要极高温度,一般认为把氘氚等离子体加热到亿摄氏度,才能维持可持续的核聚变。”
“但是我们地球上的所有材料,都无法容纳温度高达亿摄氏度的离子体。所以为了解决这个问题,有两种方案应运而生,一个是惯性约束,用惯性约束极高温的等离子体,比如我国的神光和国的国家点火计划;另一种就是磁约束,是用磁力约束高温的等离子体,比如托卡马克、仿星器等。”
“但大家想没想过一个问题,为什么太阳的内部温度只有600万度,并不满足亿摄氏度的聚变条件,却可以产生持续的核聚变呢?”
“量子隧穿!”高能物理理论研究学派的孙教授率先举起了手:“太阳内部的氘粒子和氚粒子之间出现了量子隧穿效应,所以才可以在600万度的温度下,发生可持续的核聚变。”
量子隧穿效应是量子力学中一种“反常识”的效应,也是宇宙中恒星发生核聚变的关键机制。它表示微观粒子能够穿入或穿越位势垒的量子行为,尽管位势垒的高度大于粒子的总能量。
通俗的讲,就氘粒子和氚粒子需要加热到亿摄氏度,它们的原子核才具有足够能量来克服库仑位势垒,使得原子核与原子核之间的距离小于0n,从而发生核聚变。
太阳上温度只有600万摄氏度的情况下,一些原子核会在量子隧穿效应下穿越库仑位势垒,从而促成核聚变。
只是量子隧穿效应发生的几率极低,低到人类无法想象。照理说,由于概率太低,在太阳上是很难自发发生的。不过,太阳有个特点,那就是足够大。也因此,构成太阳的粒子数足够多。即便是再小的概率,放到太阳这样的基础上,也是能够发生的。
就像在人类的认知中,一个人去穿过一堵墙,这是一个不可能事件!
这个宇宙的万物都由粒子组成,人和墙也不例外。那么根据量子隧穿效应,人体是有可能穿过墙的!
只是这个概率实在是太小太小了,假如一个原子穿过墙的概率是百万分之一,那么一个人大概有0的27次方个原子,也就是说,人体的每一个原子刚好都穿过墙的概率为:0000000(小数点后大概有60个零,而墙越厚,零的个数还会指数型增加!
这个概率大概相当于从宇宙形成到现在,一个人每天中一次五百万,一直中到现在的概率!但是只要概率不为零,必然有发生的那么一次
“哈哈哈!”周院士突然站起身来,仰天大笑:“我以为是什么新鲜的玩意呢?”
“原来是量子隧穿效应啊。”
“不可否认,由于量子隧穿效应的存在,可持续核聚变要求的条件将大大降低。”
“但是,李大科学家,您是否忽略了一个事实,那就是概率!”
“量子隧穿效应发生的概率实在太低了低到无法想象低到只有太阳那样的体量,才可能发生。”
“你能制造出一颗太阳大小的核聚变发生器吗?”
“不能吧!”
“所以,量子隧穿效应对我们人类的可控核聚变项目而言,毫无意义!”