什么是反物质燃料?
- 提问者网友:呐年旧曙光
- 2021-05-09 11:24
- 五星知识达人网友:旧脸谱
- 2021-05-09 11:50
我们知道,构成世界的物质,可以细分到原子,而原子又是由质子、中子和电子这些基本粒子构成的。可后来科学家们又发现了与这些基本粒子分别对称的质量相等、性质相反的反质子、反中子和反电子等反粒子,由反粒子组成的东西自然就被称为反物质。但是,这些反粒子或反粒子组成的反物质并不存在于我们的周围。因为通常的粒子和反粒子(或通常的物质和反物质)一旦接触就会发生相互抵消的“双消灭反应”,其所有质量全部转化成光之类的巨大的能量,这种能量相当于核裂变能的1000倍,如果把这种巨大的能量用于火箭推进,就可制成反物质火箭。
理论上讲,任何元素都有反元素,而反元素的性质也是根据所带电子的性质来确定的,这是化学上的基础。但是,什么元素作为燃料是合适的呢?答案可以有好多种。
第一种 ,反氢
氕氘氚都是对应有各自的反元素的,而且也有相似的性质。如果将氢元素湮灭的话,其产生的能量能级也是对应其电子排布与层数的。与元素电子跃迁的能级不同,湮灭时,氢元素虽然化为100%的能量,但是根据元素的性质这个数值与质能转换公式略有不同。
第二种, 单纯的质子
反物质还有一种适合作为燃料的就是反质子。其性质与正质子相似,不过如果进行湮灭的话会有相当大的辐射。这是值得注意到,如果解决不好湮灭的问题就会和核火箭地面发射时造成同样的问题,而且这个沾染度还是会更大。
第三种,电子
与反质子相比,这个是比较干净的一种能源,不过其衰减周期是最不容易控制的。与重元素相比,电子是最不稳定的。这也是其作为燃料的一个难题。
总之,如果需要相当大的燃料储量与推进效率的话,依然是在元素周期上下功夫,而且,轻元素是比较适合作为推进器储备的。除了湮灭的辐射问题,元素本身的性质也是必须要考虑的一方面,与聚变推进的简单防护不同,有没有能够承受湮灭能量的工艺与技术才是首要考虑的问题。
- 1楼网友:独行浪子会拥风
- 2021-05-09 12:07
反质子、反中子和反电子如果像质子、中子、电子那样结合起来就形成了反原子。由反原子构成的物质就是反物质。当你照镜子时,镜中的那个你如果真的存在,并出现在你面前,会怎么样呢?科学家们已经考虑过这个问题,他们把镜中那个你叫做“反你”。科学家想象很远的地方有个和我们的世界很像的世界,它将是一个由反恒星、反房子、反食物等所有的反物质构成的反世界。反物质正是一般物质的对立面,而一般物质就是构成宇宙的主要部分。
1克反物质产生的能量,就足以为23架航天飞机提供动力。 物质的应用,可以从根本上改变能源供应的模式,将会是一场能源革命。但是由于目前是由加速器产生的高能粒子打击固定靶产生反粒子,再经减速合成的,此过程所需要的能量远大于湮灭作用所放出的能量,且生成反物质的速率极低,生产一千亿分之一克的反物质,需要耗资近60亿美元,因此尚不具有经济和应用价值。