圖：圖片闡述了太陽(yáng)及恒星通過(guò)核聚變獲得能量的機(jī)制。圖片中，藍(lán)色球體代表中子，黃色球體代表質(zhì)子。2個(gè)氫原子結(jié)合后形成了更重的氦原子，并釋放出能量促使恒星發(fā)光。

(資料圖片僅供參考)

今天，核能發(fā)電領(lǐng)域取得新的突破！AP稱(chēng)這一突破性成果是氣候與清潔能源領(lǐng)域中的里程碑。來(lái)自能源部的發(fā)言人為我們揭示了促使恒星及太陽(yáng)發(fā)光的核聚變機(jī)制。

核聚變?nèi)绾涡纬桑?/p>

核聚變反應(yīng)能夠?yàn)樘?yáng)以及其他恒星提供能量。在聚變反應(yīng)中，兩個(gè)較輕的核原子合并后便形成了更重的核原子，并釋放出能量。

愛(ài)因斯坦等式（E=mc2）揭示了這一機(jī)制，即質(zhì)量與能量能夠相互轉(zhuǎn)化。

如果科學(xué)家能夠?qū)⑦@一核聚變能量用于我們的機(jī)器生產(chǎn)，那么，這將會(huì)是非常重要的能量生產(chǎn)渠道。

聚變過(guò)程涉及多種不同的已知元素。但是，關(guān)注聚變能量應(yīng)用的研究人員尤其對(duì)氘氚聚變反應(yīng)感興趣。氘氚聚變能夠產(chǎn)生一個(gè)中子、一個(gè)氦核，并且能夠釋放出遠(yuǎn)超其他聚變反應(yīng)的能量。未來(lái)，聚變發(fā)電裝置，例如托卡馬克裝置或者星型熱核能反應(yīng)器以及氘氚聚變反應(yīng)中子或許能夠生產(chǎn)出電能供我們使用。此外，研究人員關(guān)注氘氚聚變反應(yīng)的另一個(gè)原因是，這一聚變反應(yīng)能夠在較低溫度下產(chǎn)出大量能量，遠(yuǎn)低于其他元素所需的溫度。

相關(guān)知識(shí)

恒星是由引力作用匯聚而成的球形發(fā)光等離子天體。距離地球最近的恒星是太陽(yáng)。夜間，我們裸眼便能看到很多恒星，但是，由于距離遙遠(yuǎn)，這些恒星天體看上去就是一個(gè)光點(diǎn)。最顯著的恒星已經(jīng)根據(jù)星座及星群進(jìn)行分類(lèi)，并且為一些亮星賦予了名字。天文學(xué)家已經(jīng)建立了一套組合星表來(lái)記錄標(biāo)準(zhǔn)的恒星名稱(chēng)，從而方便辨認(rèn)我們所熟知的恒星。當(dāng)前，已經(jīng)探測(cè)到1022 到 102? 顆宇宙恒星，但是，僅有4000顆位于銀河系中的恒星能夠通過(guò)裸眼觀測(cè)到。

核聚變，又稱(chēng)聚變反應(yīng)，是指將兩個(gè)較輕的核結(jié)合而形成一個(gè)較重的核和一個(gè)極輕的核的一種核反應(yīng)形式。在此過(guò)程中，物質(zhì)并沒(méi)有守恒，因?yàn)橛幸徊糠终诰圩兊脑雍说奈镔|(zhì)被轉(zhuǎn)化為光子。核聚變是給活躍的或“主序的”恒星提供能量的過(guò)程。

E = mc2，即質(zhì)能等價(jià)（mass-energy equivalence）、質(zhì)能守恒、質(zhì)能互換，亦稱(chēng)為質(zhì)能轉(zhuǎn)換公式、質(zhì)能方程，是一種闡述能量（E）與質(zhì)量（m）間相互關(guān)系的理論物理學(xué)公式，公式中的 c 是物理學(xué)中代表光速的常數(shù)。

阿爾伯特·愛(ài)因斯坦，是出生于德國(guó)、擁有瑞士和國(guó)籍的猶太裔理論物理學(xué)家，他創(chuàng)立了現(xiàn)代物理學(xué)的兩大支柱的相對(duì)論及量子力學(xué)，也是質(zhì)能等價(jià)公式的發(fā)現(xiàn)者。他在科學(xué)哲學(xué)領(lǐng)域頗具影響力。因?yàn)椤皩?duì)理論物理的貢獻(xiàn)，特別是發(fā)現(xiàn)了光電效應(yīng)的原理”，他榮獲1921年度的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。這一發(fā)現(xiàn)為量子理論的建立踏出了關(guān)鍵性的一步。

該公式表明物體相對(duì)于一個(gè)參照系靜止時(shí)仍然有能量，這是違反牛頓系統(tǒng)的，因?yàn)樵谂ｎD系統(tǒng)中，靜止物體是沒(méi)有能量的。這就是為什么物體的質(zhì)量被稱(chēng)為靜止質(zhì)量。公式中的E可以看成是物體總能量，它與物體總質(zhì)量（該質(zhì)量包括靜止質(zhì)量和運(yùn)動(dòng)所帶來(lái)的質(zhì)量）成正比，只有當(dāng)物體靜止時(shí)，它才與物體的（靜止）質(zhì)量（牛頓系統(tǒng)中的質(zhì)量）成正比。這也表明物體的總質(zhì)量和靜止質(zhì)量不同。

反過(guò)來(lái)講，一束光子在真空中傳播，其靜止質(zhì)量是0，但由于它們有運(yùn)動(dòng)能量，因此它們也有質(zhì)量。

這個(gè)等式源于阿爾伯特·愛(ài)因斯坦對(duì)于物體慣性和它自身能量關(guān)系的研究。研究的著名結(jié)論就是物體質(zhì)量實(shí)際上就是它自身能量的量度。為了便于理解此關(guān)系的重要性，可以比較一下電磁力和引力。電磁學(xué)理論認(rèn)為，能量包含于與力相關(guān)而與電荷無(wú)關(guān)的場(chǎng)（電場(chǎng)和磁場(chǎng)）中。在萬(wàn)有引力理論中，能量包含于物質(zhì)本身。因此物質(zhì)質(zhì)量能夠使時(shí)空扭曲，但其它三種基本相互作用（電磁相互作用，強(qiáng)相互作用，弱相互作用）的粒子卻不能，這并不是偶然的。

BY: EarthSkyand

FY: 秋

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