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第83章 首次人工核聚变 (第2/4页)

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可却不能解释,这个核聚变反应的发生条件,也就是温度要比现实当中观测到的太阳实际温度要高得多。

正如爱丁顿所猜测的那样,由四个氢原子核聚变成为一个氦原子核不假,只不过这个核聚变反应并不是一步完成的,而是要分为几步来进行。

第一步是两个氢原子核聚变成一个氘原子核,同时释放一个正电子和一个电子中微子:

h+h→d+e+ν。

第二步核反应是第一步当中的产物氘,继续和氢原子核进行聚变反应,生成氦-3,并同时释放出一个光子:

d+h→he+γ。

第三步的反应才是最终生成氦原子核的反应,最主要的途径是两个氦-3发生聚变,生成一个氦-4,还有两个氢原子:

he+he→he+h+h。

当然第三步还有锂、铍和硼参加反应的其他途径,以及整个循环还可能是有碳、氮、氧参与的碳氮氧循环。

但后面这两种核反应在太阳之中的占比比较小,最主要的还是上面提到的这三步。

总的来说,把这三个步骤的反应结合到一起的话,就是六个氢原子核聚变成一个氦原子核,同时再释放出两个氢原子核。

反应两边同时减掉两个氢原子核,就变成四个氢原子核聚变成一个氦原子核,和爱丁顿起初猜测的那个核反应方程,可以说是一模一样。

可两者之间的唯一不同的地方,就是爱丁顿提出来的核反应是一步到位的,而太阳中真实存在的核反应,却是分成了几步进行。

这样一来,对反应环境的要求就不再那么苛刻,也不会再有理论温度和实际温度相差几个数量级那样的矛盾出现了。

爱丁顿之所以没能更进一步地想到,在太阳当中的核聚变反应是分步进行的,不是因为他的想象力匮乏,而是因为他提出来这个理论的时候,氘和氦-3都还没有被科学家们发现。

在原时空中,作为1932年核物理学三大发现当中的第一个,氘在同年被美国的尤里发现。

而氦-3的发现时间则比氘还要晚,不仅建立在尤里发现氘的基础之上,而且还要等到粒子加速器被发明出来之后。

卡文迪许实验室的澳大利亚籍学生马克·奥利芬特在1934年,在由考克罗夫特和沃尔特发明的那台考克罗夫特式的粒子加速器上,用被加速过的快氘核,轰击氢气,然后首次在云雾室中拍到了氦-3原子核的轨迹。

——不管在哪个时空里,有了粒子加速器,又有了氘核之后,卢瑟福就总会想着加速氢原子核给氘来这么一下,或者是加速氘原子核给氢原子来这么一下。

区别就是陈慕武顶住了压力,没做这个实验。

而奥利芬特作为一个初来乍到的学生完全照做,就完成了这个发现氦-3的实验。

另外,奥利芬特在卡文迪许实验室里完成的这个氘和氢两个原子核相碰撞,生成氦-3原子核的核反应,也是人类物理学史上,第一次成功进行的核聚变。

而一直到了1939年,氦-3才被人们首次从氦气里面分离出来。

巧妇难为无米之炊,爱丁顿也绝不可能在不知道氘和氦-3存在的情况下,直接猜出太阳内进行核反应的正确方程。

人们一直好奇太阳里面那些源源不断的能量究竟源自哪里,这也是为什么玻尔会提出能量不守恒在太阳中存在的原因。

到了后来,就算是粒子加速器已经发明了十几年,人类的物理学家们却依然搞不清楚,核聚变反应究竟应该在什么条件下才会发生。

在1943年,珍珠港都过去了一年多的时间,美国和本在太平洋上打得不可开交,研制原子弹的“曼哈顿计划”也在美国国内如火如荼

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