Artículos sobre fusión nuclear de varios países
La explosión de una bomba de hidrógeno se debe a la reacción de fusión nuclear de los núcleos atómicos, que produce enormes fluctuaciones de energía. De hecho, la razón por la que el sol ha ardido durante 654,38 mil millones de años también es causada por la fusión nuclear. Entonces, ¿por qué una bomba de hidrógeno explota en un instante, pero el sol puede seguir generándose durante casi 654,38 mil millones de años?
En la década de 1940, la ciencia y la tecnología mundiales alcanzaron un nuevo nivel y en ese momento aparecieron las armas nucleares. Los primeros científicos en proponer la idea de la fisión nuclear fueron Hahn y Strassmann, quienes publicaron un artículo sobre el fenómeno de la fisión nuclear de los átomos de uranio a principios de 1939.
Así que, unas semanas más tarde, muchos científicos de todo el mundo comenzaron a confirmar este punto de vista paso a paso. Algunas personas creían que se podrían crear las condiciones para esta reacción de fisión nuclear y proporcionar energía más potente para el desarrollo humano. .
Muchas de las tecnologías más avanzadas de la historia se utilizaron por primera vez en el ámbito militar, y la fisión nuclear no estaba incluida. Sin embargo, antes de la Segunda Guerra Mundial, la fabricación de bombas atómicas se vio afectada por condiciones políticas y factores sociales y no continuó. Pero en 1940, Alemania capturó Francia, por lo que países avanzados como el Reino Unido y Estados Unidos volvieron a enfatizar la investigación sobre armas nucleares.
En ese momento, muchos científicos estaban preocupados de que una vez que los fascistas alemanes tomaran la iniciativa en el dominio de la tecnología de fusión nuclear, esto tendría consecuencias muy graves para los pueblos del mundo. Al final, Einstein incluso escribió al presidente Roosevelt, diciéndole que la prueba de la bomba atómica era inminente.
No fue hasta 1942 que Estados Unidos puso en marcha el plan secreto del "Proyecto Manhattan Área". El gobierno de Estados Unidos gastó a casi 600.000 personas e invirtió más de 2 mil millones de dólares estadounidenses, por lo que al final de la Segunda Guerra Mundial, Estados Unidos se convirtió en el primer país del mundo en crear una bomba atómica.
Pero la Unión Soviética fue invadida por tropas fascistas alemanas en 1941 y se lanzó oficialmente el plan de fabricación de la bomba atómica. Fue en esta época cuando los físicos soviéticos гнннааааа flerov y κ descubrieron la fisión espontánea de los núcleos de uranio. Sin embargo, con el estallido de la Gran Guerra Patria, la Unión Soviética no llevó a cabo investigaciones sobre la bomba atómica hasta 1943, bajo el liderazgo de Kurchatov.
Desde que la Unión Soviética construyó la bomba atómica en 1949, los estadounidenses comenzaron a buscar armas más poderosas. Entonces, en octubre de 1950, el presidente estadounidense Truman pidió acelerar la producción de bombas de hidrógeno y países de todo el mundo comenzaron a centrarse en las bombas de hidrógeno.
Al final, Estados Unidos creó una bomba de hidrógeno en la década de 1950, seguido de cerca por el Reino Unido y Francia, que llevaron a cabo experimentos con bombas atómicas y bombas de hidrógeno en las décadas de 1950 y 1960, respectivamente. La historia de la investigación de la bomba de hidrógeno en nuestro país se remonta al año 1967. Apenas dos años después de la finalización de la bomba atómica, creamos la bomba de hidrógeno, que hizo que países de todo el mundo la miraran con admiración.
La explosión de una bomba atómica proviene de la colisión y fisión de los núcleos atómicos, mientras que el principio de explosión de una bomba de hidrógeno proviene de la fusión de los núcleos atómicos. La primera es la fisión nuclear para producir energía y la segunda es la fusión nuclear. Desde la perspectiva de la intensidad de la explosión, la fusión nuclear es mucho más poderosa que la fisión nuclear.
La razón por la que la fusión nuclear de la bomba de hidrógeno explotará es porque la bomba de hidrógeno fusionará los dos elementos homólogos deuterio y tritio en hidrógeno para formar nitrógeno. El nitrógeno explotará y liberará enormes fluctuaciones de energía. Sólo hay un protón en el núcleo de un átomo de hidrógeno, pero hay un neutrón adicional en el núcleo de un átomo de deuterio. Por lo tanto, una vez que un átomo de deuterio encuentra la fusión del átomo de tritio, la energía del átomo de helio será menor que la suma. de las energías del átomo de tritio y del átomo de deuterio.
De hecho, en circunstancias normales, no hay forma de que dos núcleos atómicos en la materia se fusionen, porque ambos núcleos están cargados positivamente internamente y se repelerán una vez que se encuentren. Pero el hidrógeno es diferente. Debido a que solo hay un protón en el núcleo de un átomo de hidrógeno, la carga positiva del núcleo de hidrógeno suele ser menor que la de otros núcleos.
Mientras estén en un ambiente de alta temperatura, pueden fusionarse entre sí, porque una vez que la temperatura ambiente aumenta, la velocidad de movimiento de los átomos también se acelerará. Por lo tanto, si se van a integrar dos núcleos atómicos, el movimiento de los dos átomos debe acelerarse a un nivel muy alto. Después de repetidos experimentos realizados por científicos, se descubrió que esta teoría puede completarse cuando la temperatura alcance los 65,438 mil millones de grados Celsius.
Porque a una temperatura ambiente de 100 millones de grados Celsius, los átomos degenerarán en plasma. En este momento, los átomos se separarán de sus órbitas originales, por lo que la distancia entre los núcleos atómicos disminuirá. Cuando esta distancia alcance 1 * 10 (-15) metros, aparecerá una fuerza nuclear fuerte.
Entonces, ¿cómo creamos una temperatura alta de 100 millones de grados Celsius para fabricar una bomba de hidrógeno? De hecho, dentro de la bomba de hidrógeno hay una bomba atómica. Cuando una bomba atómica explota, generará una temperatura de hasta 100 millones en un instante, proporcionando así las condiciones para la reacción de fusión nuclear de la bomba de hidrógeno. Por tanto, es precisamente el aporte de la bomba atómica en el organismo lo que hace que la bomba de hidrógeno se encienda y explote instantáneamente.
Según investigaciones relevantes, la quema del sol es en realidad diferente a la quema de materiales que vemos en nuestra vida diaria. Dentro del sol siempre se producen reacciones de fusión nuclear similares a las explosiones de bombas de hidrógeno, por lo que el sol puede emitir calor y luz.
La razón por la que el sol puede seguir ardiendo durante casi 654,38 billones de años, a diferencia de una bomba de hidrógeno que explota instantáneamente, se debe principalmente a dos factores. En primer lugar, el propio combustible del sol debe ser suficiente y, en segundo lugar, la velocidad de reacción de la fusión nuclear debe permanecer estable.
El sol es el planeta con mayor masa y volumen del sistema solar, mientras que la masa de la tierra donde vivimos los humanos sólo representa el 0,0003 del sistema solar, y el volumen del sol es más de 6,5438 0,3 millones de veces el de la Tierra. Por tanto, el propio sol dispone de una gran cantidad de hidrógeno para soportar su combustión continua.
El Sol, como otros planetas del universo, bajo la influencia de altas temperaturas y presiones en su interior, 600 millones de toneladas de hidrógeno sufren fusión nuclear casi cada minuto, y 4,2 millones de toneladas de materia se convierten en energía. Desde el centro del sol se expande gradualmente hasta llegar a la superficie del sol.
Si el hombre quisiera recoger la energía liberada por el sol en un minuto, tardaría casi 10.000 años. Las áreas concentradas de calentamiento del sol tienden a producir reacciones de fusión sostenibles, creando una enorme presión desde el exterior hacia el interior.
La fusión nuclear interna produce a menudo una tensión más fuerte, lo que hace que las dos fuerzas converjan entre sí y alcancen un equilibrio. Por tanto, es precisamente por este estado que el sol puede arder durante 65,438 billones de años.
Cuando se produce una fusión nuclear en el sol, suele producirse una reacción en cadena protón-protón. Para que esta cadena de reacción funcione, debe completarse la primera etapa de la reacción de fusión nuclear entre protones, y el sol también producirá energía en el proceso.
Debido a la carga positiva entre protones y protones, existe una fuerza repulsiva entre ellos, lo que dificulta que la reacción de fusión nuclear continúe. Entonces, ¿cómo se fusionan los soles? De hecho, esto se debe principalmente a que existe una "fuerza débil" sobre el Sol, que puede cambiar el estado de los protones hasta cierto punto, haciendo posible la reacción de fusión nuclear solar.
Pero confiar únicamente en la fuerza débil del sol en sí no es suficiente, porque la probabilidad de que los protones choquen entre sí en el sol no es alta, por lo que la densidad de los protones en el sol debe ser mayor. Cuando BIGBANG comenzó, había mucho hidrógeno en el espacio, por lo que la cantidad de hidrógeno que transportaba después de la formación del sol era muy grande.
Es la enorme cantidad de hidrógeno y la fuerza débil sobre el sol lo que mantiene la velocidad de fusión nuclear solar en un estado lento y, al mismo tiempo, no consume el hidrógeno rápidamente, por lo que el sol puede seguir ardiendo.
El descubrimiento de la energía nuclear no sólo es beneficioso para la humanidad, sino que también conlleva potenciales crisis. La generación de energía nuclear puede utilizar uranio para completar la cadena de fisión nuclear y generar calor. También puede calentar agua a un estado de alta temperatura y alta presión. A juzgar por el calor generado por las reacciones nucleares, es mucho mayor que el de los combustibles fósiles ordinarios y la cantidad de combustible necesaria es menor que la generación de energía térmica.
Las centrales nucleares sólo consumen cada año 80 toneladas de combustible nuclear, que pueden transportarse en dos contenedores estándar. Si se sustituye por carbón, se necesitarán cerca de 515.000 toneladas, que deberán cargarse en camiones de 20 toneladas y podrán ser transportadas en 705 camiones. Si es gas natural, consumirá 6.543.843 toneladas, lo que equivale a casi 200.000 barriles de gas doméstico.
No sólo eso, la generación de energía nuclear no emite grandes cantidades de contaminantes a la atmósfera como las centrales eléctricas de combustibles fósiles, por lo que no produce una contaminación atmosférica excesiva.
Sin embargo, hay muchos ejemplos de fallos en la historia de la generación de energía nuclear. Se produjo una fuga de material radiactivo en la central nuclear de Fukushima Daiichi en Japón. En ese momento, el gobierno japonés evacuó a todos los residentes en un radio de 20 kilómetros de la central nuclear.
A medida que aumenta la contaminación, la gente exige un refugio seguro, lo que dificulta a los gobiernos satisfacer las necesidades biológicas. Finalmente, el gobierno japonés se disculpó por este incidente y suspendió urgentemente el proyecto número 14 del nuevo reactor nuclear y llevó a cabo una revisión exhaustiva de su política energética.
La segunda gran fuga de reacción nuclear se produjo en Chernóbil a finales del siglo pasado. En aquella época, muchos residentes estuvieron expuestos a diversos grados de radiación nuclear. Una vez que los materiales radiactivos ingresan al sistema respiratorio humano, provocarán reacciones de radiación interna en el cuerpo humano, provocando mareos, sangrado e incluso cáncer y malformaciones neonatales. Estas enfermedades se heredarán. Cuanto más intensa sea la radiación, más dolorosa será.
El derrame nuclear de Chernobyl le costó a la antigua Unión Soviética casi 200 mil millones de dólares estadounidenses para apenas controlarlo. Sin embargo, a medida que el aire se desplazaba, muchos países europeos de la época, como Bielorrusia y Suecia, se vieron afectados en mayor o menor medida. grados de contaminación.
Cerca de 93.000 personas murieron en este incidente y 270.000 personas enfermaron. Hasta ahora, el gobierno local sólo ha cerrado la planta de Chernóbil, que sólo puede durar 100 años. Dentro de 100 años, ¿cómo se resolverán estas contaminaciones nucleares? Esto sigue siendo un problema.
La energía nuclear también es una energía nueva, pero si bien la disfrutamos, también debemos estar atentos a ella para evitar que se repita una fuga nuclear como la de Chernobyl, por eso pienso: la energía nuclear es a la vez un ángel. también un demonio. Sólo mejorando el sistema de detección y las medidas de preparación para reacciones nucleares se podrá utilizar con confianza.