當前位置:
首頁 > 知識 > 《流浪地球》中的行星發動機燒石頭燃料,這種技術真的可行嗎

《流浪地球》中的行星發動機燒石頭燃料,這種技術真的可行嗎

在正在熱映的電影《流浪地球》中,人類為了推動地球離開太陽系,建造了1萬多座行星發動機,這些發動機高達11,000多米,比珠穆朗瑪峰還高兩三千米,每一台可產生150億噸的推力,但是它們所用的燃料只是地球上最常見的石頭,也就是電影中所謂的「燒石頭」了,這是怎麼回事呢?石頭真的可以當燃料產生能量嗎?這技術真的可行嗎?

在我們的常識中,石頭當然不可以被作為燃料使用,那東西不是煤炭,是點不著的,但是電影中的「燒石頭」可不是我們所認為的用火點燃去燒,它說的其實是重元素核聚變,也就是將石頭中所包含的重元素進行核聚變反應,使之釋放能量運轉發動機,推動地球前進。

這種技術說起來並不複雜,就是現在世界上各大國都在爭取儘早突破實現實用化的可控核聚變技術,只是現在研究的重心都放在氫元素的同位素氘上,因為它是一種相對更容易發生聚變反應的元素,然而這種技術也不是那麼容易突破的,50年前就有人說50年後人類可實現可控核聚變的應用,然而時至今日再問可控核聚變技術什麼時候能實用化,可能大部分科學家還會回答50年後。

從理論上來講,這種技術是可以實現的,只要解決了一些瓶頸技術和材料問題,可控核聚變技術將造福世界,我們抬頭可見的太陽的內部正在進行著與之類似的聚變(氫核聚變),所以太陽時刻都在向地球上播撒著光輝,但是相對而言,氫元素的聚變要比其他元素容易很多,它只需要1000萬攝氏度左右就可以達到,但是比它高一級的氦元素的聚變就需要近2億攝氏度了,而要使石頭中包含的元素聚變的話,可能需要超過10億攝氏度的溫度,這是連太陽也達不到的,即便將來太陽成為紅巨星後也達不到。

重元素的聚變只發生在大質量恆星的內部,太陽的質量大8倍的恆星才可以實現到鐵元素的聚變,不過當鐵元素出現的時候,恆星的主序星階段也就走到了盡頭,但在超新星爆發的一瞬間,元素周期表上鐵以上的大多數元素都將被製造出來,也是因為這個時候的溫度可以達到1500億攝氏度。

地球上的石頭的組成元素其實有很多,單一的礦物質元素基本上都是從石頭中提煉出來的,也可以從中提煉一些常態下的氣體和液體元素,但是石頭中比較容易發生聚變的且能釋放能量的都是元素周期表上鐵元素之前的元素,一般來說越靠前的元素越容易聚變,釋放的能量也越多,除了氫和氦元素之外,鋰、鈹、硼、碳、氮、氧、鈉、鎂、鋁、硅、磷、鈣等元素的聚變都可以釋放能量,只是聚變所需要的條件和釋放量的多少有所不同。不過《流浪地球》小說原著中介紹說人類靠行星發動機燒石頭驅動地球前進的時間中,耗費的石頭燃料相當於把地球的地殼挖低了40米,這或說明石頭中包含的大部分鐵之前的元素都被用作聚變的燃料,所形成的元素應該也是鐵之前的元素,因為鐵的形成是需要吸收能量的。

鐵以及之後的元素也都不可以被用作燃料,因為它們不但不釋放能量,還需要吸收能量,除非能用類似現代核電站和原子彈的裂變技術使它們釋放能量,但是裂變釋放的能量又很小,應該不足以用來推動地球前進。

以人類目前的科技水平來看,還是無法想像使用流浪地球中的可控重元素核聚變技術的,畢竟我們連最簡單的可控氘核聚變技術還沒有掌握,更無法想像建造利用這種技術的1萬多米高的行星發動機,所以雖然電影中的技術理論上可行,但是對如今的我們來說,那還是很科幻的。

流浪地球:劉慈欣獲獎作品集

¥27.00
喜歡這篇文章嗎?立刻分享出去讓更多人知道吧!

本站內容充實豐富,博大精深,小編精選每日熱門資訊,隨時更新,點擊「搶先收到最新資訊」瀏覽吧!


請您繼續閱讀更多來自 科普大世界 的精彩文章:

星系中心黑洞會吃掉整個星系嗎?這個黑洞或已吃掉了它所在的星系
猴子與猩猩能進化成人類這樣的高等智慧生物嗎?生命的神奇超想像

TAG:科普大世界 |