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为什么科学家不能根据爱因斯坦的公式E= mc^2,将铀以外的所有物质转化为能量?

编辑:网友投稿来源:互联网整理更新时间:2020-08-26 09:15:12

首先,找一根火柴。光它。看着它燃烧。

如果你有一个足够精确的刻度,你就可以测量火柴(和它最终消耗的氧气)与燃烧产物(烟、灰等)之间微小的质量差异。

这个微小的差异就是通过热量从系统中带走的能量。是的,根据E=mc2。

事实上,任何化学反应都会这样。但从整体上看,化学键非常弱。对你这个人来说,一堆TNT爆炸可能看起来像一个大爆炸,但与宇宙中存在的各种能量相比,它什么都不是。

让我们再升几个级距,好吗?比化学技术高5到6个数量级(即几十万到几百万倍)的是核能。分裂重原子,或者聚合轻原子。铀尤其有用,因为就像这种匹配一样,它会发生链式反应。在匹配的情况下,快速氧化是一个化学链式反应:当一些分子与氧结合时产生的热量帮助其他分子与氧结合。以铀为例,当一个铀原子分裂时释放的能量会帮助其他铀原子分裂。

核反应的威力比化学反应大得多,但即便如此,即使是在核聚变中,燃料的总质量只有百分之一的一小部分转化为热能。

所以说实话,我仍然很困惑为什么在大众的想象中E=mc2与核能有关。我知道,我知道,在二战之后,这个公式经常被吹捧为“秘密”,以至于他们甚至在一张核动力航空母舰飞行甲板上的标志性照片上把它说出来……但核能在这方面并不是唯一的。E=mc2是质量和能量的普遍等效性(事实上,爱因斯坦1905年发表的关于这个主题的论文就断言,一个物体的惯性质量就是它的能量含量),而不是一个转化为另一个的秘密。质量是能量;不需要转换。这些反应(化学反应、核反应)所做的是将一种形式的能量(化学或核结合能)转化为另一种形式的能量(粒子的动能,最终是随机运动,即热量)。就像某些东西(如纸张、木材)可以燃烧,而其他东西(如陶瓷、玻璃)不能燃烧一样,某些元素可以发生聚变或裂变,而其他元素则不能。

但是,我要强调,没有人把铀转化为能源。发生在铀裂变的铀原子分裂成两个较轻的原子,和一些结合能将构成质子和中子在一起时释放动能,快速移动的粒子的形式,反过来,反弹到其他事情和热。
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