反物质湮灭所释放的能量和核聚变能量威力都很大,但哪个更大些呢?
反物质湮灭所释放的能量比核聚变不是大一些,而是大多了。这两种能量产生方式,一个是全部释放,一个是极小部分释放,释放出的能量大小当然就完全不一样了。
反物质湮灭时是物质全部彻底的能量释放,而且是一对一的能量释放,这又增加了一倍,即1克反物质与1克正物质结合可以释放2克物质的全部能量。而核聚变只有约千分之七的物质转化为能量。以氢核聚变为例,核聚变的能量转换只有反物质湮灭时释放能量的千分之三点五。反物质湮灭产生的能量是核聚变的285.7倍。
根据爱因斯坦的质能方程,E=MC^2,我们可以来简单计算一下。
1克反物质与1克正物质碰撞湮灭时释放的能量为:
Δm=2g
≈2×0.001Kg×(3×100000000m/s)^2=180000000000KJ
而1克氢发生的核聚变能量为:
1克的氢只有0.007克物质可以转化成能量,因此Δm=0.007g
≈0.007×0.001Kg×(3×100000000m/s)^2=630000000KJ
从以上的计算可以看出,不管是核聚变还是反物质能量的释放都是惊人的,尤其反物质更惊人,1克的反物质湮灭所释放的能量就相当于世界上最大水电站24小时发电量,或相当4万多吨炸药爆炸的当量。
现在,人类制造了氢弹,实现了核聚变能量的激发,但这不是可控的,很难为人类正常使用。
人类对于核聚变的可控性和反物质的可控性都还在摸索中,最主要的技术难点是“容器”,就是用什么来装这些物质,使其在“容器”里缓慢的释放。比如核聚变需要在极高温度下进行,有什么物质能够耐受上亿度的高温呢?而反物质一旦与我们正常物质接触,马上就会湮灭,用什么物质来盛装这些反物质呢?
这些“容器”都不是我们所认识的常规容器,而是一些“约束场”。
如核聚变通常采用的是磁约束、重力场约束、惯性约束等。反物质就更难了,有一种技术的原理是电磁场通过令暗物质远离所谓“彭宁离子阱”(Penning trap)的内壁,可以在里面储存反物质。目前核聚变和反物质的研究都有较大进展,维持和保存的时间越来越长,但迄今为止并没有得到完美的结论。
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