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1,核聚变分几种

2种

核聚变分几种

2,核聚变G乐队的核聚变G含意

核聚变是一种物理现象。所有原子的中央都有一个原子核,原子核带正电,由中子和质子在强大核力的约束下构成。如果氢的同位素——例如氘和氚——的原子核足够猛烈地撞击到一起,它们就会聚合到一起,形成一个更重、更稳定的原子核。核聚变已被人类所追求,是人类的新能源!也是人类未来的希望与梦想。G是我们相聚在一起我们独有的符号!

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3,核聚变是怎么一回事

轻核子与轻核子聚和成质量分数较重的核子的过程叫核聚变!放出的能量很大,现在还不能很好的控制!
氢的同位素氘和氚在高温下聚变成氦并放出大量能量,太阳就是靠这发光的,但这种反应是不可控的,应次目前只能造氢弹,而无法安全利用聚变的能量。
氢弹的原理。是使2个质量较小的原子核结合成质量较大的新核,同时释放出能量的过程

核聚变是怎么一回事

4,核聚变g 太空探索的歌词是什么

太空探索 终止一切次序性 终止一切干扰性终止一切辐射性 进入推进核脉冲Why say about me say about me 所有…终止一切偶然性 终止一切规则性终止一切模式性 正确打开核脉冲打开所有理想 我向上飞打开理想 向上飞 打开理想 向上飞 打开理想 我向上飞Why say about me say about me 所有…Why say about me say about me 所有… 这是他们的官网http://www.nf-g.com/

5,核聚变是什么

核聚变是指由质量小的原子,主要是指氘或氚,在一定条件下(如超高温和高压),发生原子核互相聚合作用,生成新的质量更重的原子核,并伴随着巨大的能量释放的一种核反应形式。
轻核原子在高温高压下聚合为较重的原子的过程,会释放巨大能量 氦3,氢都可以
核聚变是指由质量小的原子,主要是指氘或氚,在一定条件下(如超高温和高压),发生原子核互相聚合作用,生成新的质量更重的原子核,并伴随着巨大的能量释放的一种核反应形式。
两个氢原子变成一个氦原子并放出巨大能量的过程

6,求核聚变G乐队的相关资料

核聚变G乐队我们来自外太空! 全新,带电,核成~~~~~~~主唱:李子维吉他:陈枭雄贝斯:王愉鼓手:富苍海DJ+采样:贝贝核聚变G由主唱李子维组建于2004年7月。乐队在仅仅成立几年多的时间内,现已拥有作品20于首,所有作品的词曲(包括乐器创作、电子采样、及编曲)由主唱李子维创作。大家好,我们是核聚变G!我们首先命名(新工业)这个音乐风格的词汇,这个词汇在我们之前从没有人这样命名.这是我们所了解,所知道的! 这是当然的!我们相信我们会主宰新式工业时代的到来。大家也可以称我们为核工业!极富未来感的音乐风格,科技新电子工业,融入了大量的重型节奏、舞曲、电子声音采样、人声采样、背景声音、DJ搓盘等元素。我们以高科技的主题表达我们的音乐。如果你喜欢紧张的电子,未来科技,太空异形的声音和金属完美的结合 这是我们想要的,我想这也是你想要的!如果你是一个十足的科幻狂!那好 ,请来我们的现场吧!我们的理想是核能可以代替汽油!2005年乐队创作意识更富有野心更加走向国际化!核聚变G正在寻找新时代工业的可能性!乐队风格特点:真正的新工业、真正意义上的创造高科技电子工业,具有独具一格的,现场以冰冷机械的台风,加上唱似核能一样的爆发力为特点。就是核聚变G的风格!乐队表达思想关键词:宇宙、 太空、 未来、 核能、 高科技、 我们是核成的!!乐队代表作品:《太空探索》、《推进器》、《开关》、《局限性》、《强制压缩》、《108》、《带电人》、 《回到未来》 、《第三种可能》 、《我们是核成的》、《双核工程》、《源》、《5ooooV》、《反物质》……

7,什么是核聚变

核聚变的定义: 核聚变是指由质量小的原子,主要是指氘或氚,在一定条件下(如超高温和高压),发生原子核互相聚合作用,生成新的质量更重的原子核,并伴随着巨大的能量释放的一种核反应形式。原子核中蕴藏巨大的能量,原子核的变化(从一种原子核变化为另外一种原子核)往往伴随着能量的释放。如果是由重的原子核变化为轻的原子核,叫核裂变,如原子弹爆炸;如果是由轻的原子核变化为重的原子核,叫核聚变,如太阳发光发热的能量来源。 相比核裂变,核聚变几乎不会带来放射性污染等环境问题,而且其原料可直接取自海水中的氘,来源几乎取之不尽,是理想的能源方式。 目前人类已经可以实现不受控制的核聚变,如氢弹的爆炸。但是要想能量可被人类有效利用,必须能够合理的控制核聚变的速度和规模,实现持续、平稳的能量输出。科学家正努力研究如何控制核聚变,但是现在看来还有很长的路要走。

8,太阳核聚变产生的新元素都到哪里去了

我们人类肌肉里的碳、骨骼中的钙、血液中的铁、DNA中的磷,都是由遥远的太阳(恒星)的核聚变反应生成的。我们的生命与太阳的生命紧密相连,正如加拿大民谣《Woodstock》歌词所唱的“我们是星尘——10亿岁的碳。”我们的太阳是银河系中一颗中低质量的普通恒星,直径大约1.392x10^6km,质量为1.9891x10^30kg,体积是地球的130万倍。太阳也是一颗黄矮星(光谱G2V),黄矮星的寿命大约是100亿年,目前太阳大约46亿岁。太阳表面温度为5770K,中心温度为1500万K。由内向外分别是太阳核反应区、对流层、太阳大气层。中心区不停地进行热核反应。当内部氢元素全部消耗殆尽时,太阳的核心将发生坍缩,导致温度上升,这个过程将一直持续到太阳开始把氦元素聚变成碳元素为止。众所周知,太阳是由71%的氢、27%的氦和2%的重元素(氧、碳、氖、铁等)构成的,而太阳被认为至少是二代恒星。在太阳的核心,气体被外层的重力强烈压缩,原子核聚合在一起,核聚变反应就进行了。从天文物理学计算知道,在1秒钟内,太阳内部有5.7亿吨氢气参与了核聚变反应。这个数字相当于3.4x10^38个氢原子核,仅在1秒钟内这些单个质子的氢原子核聚变成为大质量的氦原子核。进一步说,每秒5.7亿吨的氢参与核聚变反应,就会产生5.66亿吨的氦——少了0.7%。那么,余下的400万吨质量去哪儿了?它们转化为了能量(E=mc^2),即400万吨质量生成了中微子和太阳辐射向太空释放光与热。这样的过程,太阳作为恒星主序星的时间将持续100亿年。如果太阳在前46亿年的岁月中,每秒400万吨的质量流失是稳定的话,那么今天的太阳要比它诞生时的质量少了6x10^23吨,而这仅仅是它总质量(约2x10^27吨)的0.03%,实在是微不足道。事实上,夜空中的所有恒星有着与太阳同样的故事,它们是千千万万座氢与氦的核电站,每一秒都在向太空释放令人难以置信的巨大能量。当然,太阳不会永存,也有它自己的生命周期和归宿。天文学家推测,太阳在继续燃烧50亿年后的最终阶段,太阳中的氦将转变成重元素,太阳的体积也开始膨胀,变为一颗红巨星,直至吞没地球。最后红巨星中大部分氦都转变成碳和氧,聚变停止,形成行星状星云。由于没有能力抵抗引力,太阳核心开始坍缩,变成一颗奇特的天体——白矮星。白矮星大小与地球相当,但质量密度非常大,约为每立方毫米1000克,其表面重力超过地球表面的10万倍。随着时间的推移,白矮星会渐渐冷却,最终那些黑暗、惰性的太阳遗骸将永留宇宙空间(除非被别的天体碰撞吞并)。这就是中低质量的太阳恒星演化的过程,其核聚变过程并没有产生出新的元素,它们都是太阳原有的元素。为了获取太阳高能粒子、磁场、等离子体等的直接数据,以揭开“日冕”“带电气体流”之众多疑问,帮助改进对太空“天气”事件的预报,2018年8月美国的Delta-4火箭搭载“帕克”号太阳探测器已发射升空,再次开启了探索太阳的新起点。

9,高中物理核聚变

错。轻核中必有质子,质子带正电,俩个同种电性的粒子靠近当然要克服库伦斥力,而不是引力。
两个氘核聚变成的核反应方程为: 由题给出条件可求出质量亏损为: 释放的核能为 因为该反应中释放的核能全部转化为机械能——即转化为 和中子的动能,若设 和中子的质量分别为 ,速度分别为 ,则由动量守恒及能的转化守恒定律得:
不对,你看,库伦力是什么?带电粒子的相互作用,核聚变中只用氢同位素的核,这种轻核有质量但无电子质子,不带电,所以没有相互作用
正确(是库伦斥力而非引力!),要想使原子核接近到发生核聚变的距离,必须达到10^-15m(原子核尺度)范围内,达到这个距离之前必须克服库伦斥力做功,达到了这个距离,核子间的强核力就能发挥效力,使原子核聚变=======================若有不明请补充问题================

10,太阳持续百亿年的核聚变能量靠什么来维持的

我们脚下生机勃勃的地球,完全依赖于太阳提供的能量。如果没有了太阳,地球将是一个冰冷死寂的“地狱”。当然,也就不会存在任何生命。天文学家告诉我们,太阳是银河系中千万颗恒星中的一员,是一颗光谱为G2V的黄矮星。太阳寿命大约100亿年,目前其年龄大约46亿岁。太阳的直径约为140万公里,是地球直径的100倍。其质量约为2x10^30公斤,约为地球质量的33万倍。如果太阳是空心的,那么它能够装下130多万个地球。太阳中心温度大约1500万K、表面温度为5770K。太阳从内向外分别是中心核聚变反应区、辐射区、对流层和太阳表面大气层。直到上个世纪科学家才知道,我们的太阳是由71%的氢、27%的氦(自然界中第二简单元素)和2%的其他重元素(氧、碳、氖、铁等)构成。它以核聚变的方式向太空释放着能量(光与热)。那么,太阳的能量从哪里来?太阳持续百亿年的核聚变过程靠什么来维持的呢?首先,太阳质量巨大,内部的温度、密度和压力随深度而增大。核心区如同受控的“氢弹”爆炸,是一个持续“受控”的核聚变。在太阳核心区,气体被外层的质量因引力作用而强烈向内压缩,密度达到铅的13倍。在这种极端压力下,原子核受强力挤压聚合在一起发生核聚变反应,使得核心区的气体温度升高,压力进一步增大(约是2500亿个地球大气压),产生巨大的向外压力。这个由热核反应产生的向外的辐射压力,与外层气体质量因引力而产生的向内压缩力足以形成抗衡。最终结果是,太阳总体处于一个在天体物理学中叫做“流体静力平衡”的状态。假设我们能够迫使太阳进一步压缩,其核心处的密度就会进一步增大,核聚变反应就会加剧,从而产生更高的温度和向外的辐射压力。结果是,太阳将会再次膨胀到它原来的大小。这种持久平衡,可使得太阳有一个持续上百亿年相对稳定的状态。它既不会像氢弹一样立刻爆炸解体,也不会因引力作用立刻坍塌。宏观上力的平衡维系了太阳的长久稳定,这真是个奇迹。其次,由于太阳核心区的密度非常大,1500万K的气体几乎是致密且不透明。每秒约有5.7亿吨的氢参与核聚变反应,产生5.66亿吨的氦。其中每秒约400万吨的质量在核心区转化为纯粹的能量,产生辐射。爱因斯坦著名的质能方程 E=mc^2 再次登场。这种能量以高能伽马射线的形式被释放出来。宇宙中,通常大质量恒星由于核心区密度和压力巨大,其核聚变反应速度非常快,寿命相对比较短,只有数千万年。最大的恒星寿命估计仅为100万年左右。而小质量恒星(也称矮星),其核心区密度和压力相对较低,它能够发生的核聚变反应速度很缓慢,因此可以持续几百亿年之久。我们的太阳介于上述两者之间,质量不是很大,也不算小。它是大自然“烹制”出的一颗明亮、炎热且预期寿命为百亿年的恒星。与其他恒星一样,在未来几十亿年中,太阳核心的氢不断消耗,产生越来越多的氦。但在这个富氦核心外面的厚厚壳层里,氢聚变仍旧在进行。结果是,外壳向太空中膨胀,太阳慢慢地变成一颗臃肿的红超巨星。在遥远的50亿年之后,太阳最终将坍缩成一颗白矮星,直至走向死亡。

11,核聚变是怎样使质量转化为能量的

核聚变的过程就是碰撞的过程,在碰撞发生之后,物理学上的“静止量”出现了减少的迹象,因而名为“动质量”的物质守恒,所以系统相对来说拥有非常巨大的动能。什么是核聚变呢?核聚变反应就是把两个质量较轻的原子核结合在,由此来组成一个质量相对比较重的核,在这个变化阶段中,两个原子核组成一个核的过程中会把一部分质量以能量的方式释放出来。在宇宙之中,所有的恒星自始至终都在进行着这种反应过程。因此,点燃木星说的通俗一点,也就是让木星产生一系列的核聚变反应。我们所熟悉的太阳就是这样的一个过程,太阳的质量非常大;原材料非常之多;而且,核聚变反应区域很小;同时在太阳引力和磁场的共同作用下,太阳内部的能量以一种较为稳定的方式向外释放。 在太阳内部也在进行着核聚变反应,氢弹爆炸几乎在一瞬间就完成结束了,与此形成鲜明对比的是,在太阳内部进行的核聚变反应所需要的时间就非常长,在太阳内部进行的核聚变的反应到目前为止进行了46亿年的时间,而且在以后的时间里还会持续稳定的进行核聚变,长达60亿年之久,这实在是令人难以想象。 根据牛顿的万有引力定律我们可以很清楚的了解到。单论一个物体而言,他的引力与质量的的关系是称正比的,和它们之间的距离的平方是成反比的关系的。由太阳的核聚变我们可以得到一些启发。核聚变会在一瞬间产生非常高的温度。人类目前还没有制造出来能够耐如此高温的物质,但是我们可以利用高强度的磁场来达到控制核聚变能量以一种稳定的方式释放的目的。

12,核聚变是否违反了质量守恒定律

基本的回答是两点:一,核聚变确实违反了质量守恒定律;二,但是科学界没有人对此感到不安,因为大家都知道,质量守恒定律并不是个精确的定律,能量守恒定律才是精确的定律,由此必然导出质量不守恒的结果。 为了解释清楚这些论述是什么意思,我们首先要明白,目前认为精确的定律是什么样的,也就是说,我们在理论上的出发点是什么。就关于质量和能量的问题而论,目前认为精确的理论是相对论,而牛顿力学是相对论在低速运动下的一个近似。 我们必须强调一下,相对论是精确的,牛顿力学是粗略的。如果你愿意的话,你可以说牛顿力学是错误的,或者说牛顿力学已经被相对论推翻了。也许会有其他一些人表示反对,说牛顿力学并没有被推翻,仍然是一个正确的理论。这两种看似矛盾的说法,其实都不算错。它们实际的意思是一样的,都是说:当速度远远低于光速时,实验结果跟牛顿力学预测的结果在很高的精度内是一致的;而当速度跟光速可以比较的时候,实验结果就会跟牛顿力学的预测结果有显著的偏差。 这里的一个关键思维模式是,在自然科学中,没有绝对精确的理论。当我们说某个理论正确的时候,意思只是它的预测结果跟实验结果在很高的精度内符合。但你永远不能肯定,如果精度进一步提高下去,还会不会符合。 按照相对论,能量跟质量之间存在质能关系:E = mc^2,这里的c是真空中的光速,约等于30万公里每秒。这是个内涵非常丰富的公式,基本的意思是,有一定的能量,就必然对应一定的质量,反之亦然。 好,让我们看看这个公式对化学反应意味着什么。考察一个典型的化学反应,2 H2 + O2 = 2 H2O,氢气和氧气生成水。 液态水的摩尔生成焓是-285.8 kJ/mol,意思就是,在标准条件下(25摄氏度,1个大气压),从氢气和氧气单质生成1 mol液态水(即18克水)放出的能量是285.8 kJ。这么多能量对应的质量是多少呢?用国际单位制表示,光速c大约是3E8 m/s(3E8表示3乘以10的8次方),光速的平方c^2 = 9E16 m^2/s^2,待求的质量是285.8E3 / 9E16 kg = 31.8E-13 kg = 3.18E-9 g。2克氢气和16克氧气生成18克水时,质量只减少了3.18乘以10的-9次方克!就比例而言,是1.76E-10,即100亿分之1.76。这么小的质量变化,你能察觉出来吗?当然不能。甚至如果你专门想要测量这个质量变化,我都不确定目前最先进的测量手段能不能做到。因此,在日常生活中,我们认为质量守恒定律是一个很好的定律。 但是对于核聚变,牵涉的能量变化就大得多了,伴随的质量变化也大得多。 一个典型的例子是,把一个氦原子核(由两个质子和两个中子组成,在自由状态下,质子的质量只比中子低0.14%)跟四个氢原子核(只包含一个质子)相比,质量小了0.8%。也就是说,如果把4个H聚合成一个He,那么质量会减小0.8%。这么大的质量变化,当然就能测出来了! 事实上,正是因为核聚变的质量变化如此之大,所以放出的能量也非常惊人,能量密度比化学反应高一亿倍的量级,恒星才能持续地发光。太阳 太阳与地球的距离远达1.5亿公里,而地球的半径只有6400公里,这意味着从太阳发出的光,只有大约百亿分之4照到了地球上。这么少的比例,就养活了整个地球生态圈,想想看吧,这就是核聚变的威力! 核聚变遵循的是爱因斯坦质能方程,并没有违反质量守恒定律。 在核聚变过程中,小质量的核会结合成为大质量的核,同时释放能量。由于大质量的核结合更为紧密,所以它的质量会小于组成它的小质量核的质量之和。这个质量之差,就是 质量亏损 ,相当于释放的能量。质量守恒是早前在化学反应中经常提到,反应前后的物质量不变。但总体系的质量还是要小于各个组分质量之和,但一般情况下,这个质量和能量的变化非常小,可以忽略不计。 但是到了原子核的层面,质量的些许变化,都会带来巨大的能量。1905年,爱因斯坦像我们描绘了质量和能量之间的关系,那就是 质能方程 ,通过这个经典的公式,爱因斯坦把质量和能量关联起来,也就是物质的能量等于质量乘上真空中光速的平方。对于原子核的反应, 质量亏损 带来的能量是巨大的,当结合能小的核变成结合能大的核,就会释放能量。原子能,就是原子核 结合能 发生变化时释放出来的能量。 人们依据轻核聚变的原理就研制出了氢弹。而在宇宙中,所有的恒星内部也时刻发生聚变,例如太阳,其内部每秒相当于爆炸900亿个氢弹。 欢迎评论,关注量子实验室。 用道德经的引力理论,恒星核聚变没有失去质量,恒星在不断的吸收周围的空间,质量继续在增加,高质量高速自转高公转速度,使恒星发光发热。氢弹的爆炸只是让聚变材料中多余的中子快速衰变,释放出来空间,产生斥力现象。 万有引力的本质不是时空扭曲而是空间缩收,是带质量物体吞噬周围的空间,造成空间运动空间收缩,形成空间的漩涡。在空间的漩涡中,空间在向物体的中心方向运动,想离开带质量物体周围空间漩涡中,必须能克服空间向物体的中心方向运动。 引力波的发现证明爱因斯坦的时空扭曲是错误的,广义相对论预言了引力波的存在,但以时空扭曲理论去测试引力波是测试不到的,近年来改用空间缩收理论,才测试到引力波。而空间缩收产生万有引力现象的理论,是道德经的引力理论。 道德经的万有引力理论:“万物负阴而抱阳,冲气以为和”。万物释放空间的“阴”围绕着吸收空间的“阳”而运动,物质之间的空间空虚产生万有引力现象。 温度低的物体由于需要吸收周围的空的能量,空间向低温物体中心缩收,产生冷凝现象。 带质量物体由于需要吸收周围的空间进行黑体辐射,周围的空间向带质量中心缩收,产生万有引力现象。 太极阴阳转化不是简单的温度高低,太极双鱼,一鱼吸收空间的物体为阳,释放空间的物质为阴,另一边才是温度高的为阳,温度低的为阴。 在星系中公转线越快的天体,释放的黑体辐射越多,产生的万有引力G越大;天体的自转速度越快,产生的万有引力G越大。 答:核反应过程中,质量是不守恒的,此时遵循的是“质能守恒”。 质量守恒适用于化学反应,还有实际当中绝大多数过程;实际上,质量守恒是一个近似守恒量,在相对论体系,还有核物理当中,质量是不守恒的。 爱因斯坦提出狭义相对论后,得到质能方程,统一了质量和能量;质能方程描述质量和能量是可以相互转化的,两者是同一东西的不同表象而已。 同时,质能方程也暗示着,微小的质量可以释放非常大的能量;比如广岛原子弹,核裂变亏损质量不到一克。 继续来看: (1)一个自由质子的相对原子质量为1.007; (2)一个自由中子的相对原子质量为1.0084; (3)由“两个质子+两个中子”结合而成的氦-4原子,相对质量为4.0026; 而: 4.0026

13,什么是核聚变

目前人类已经可以实现不受控制的核聚变,如氢弹的爆炸。但是要想能量可被人类有效利用,必须能够合理的控制核聚变的速度和规模,实现持续、平稳的能量输出。科学家正努力研究如何控制核聚变,但是现在看来还有很长的路要走。 目前主要的几种可控核聚变方式: 超声波核聚变 激光约束(惯性约束)核聚变 磁约束核聚变(托卡马克) 实现受控核聚变具有极其诱人的前景。不仅因为核聚变能放出巨大的能量,而且由于核聚变所需的原料——氢的同位素氘可以从海水中提取。经过计算,1升海水中提取出的氘进行核聚变放出的能量相当于100升汽油燃烧释放的能量。全世界的海水几乎是“取之不尽”的,因此受控核聚变的研究成功将使人类摆脱能源危机的困扰。 但是人们现在还不能进行受控核聚变,这主要是因为进行核聚变需要的条件非常苛刻。发生核聚变需要在1亿度的高温下才能进行,因此又叫热核反应。可以想象,没有什么材料能经受得起1亿度的高温。此外还有许多难以想象的困难需要去克服。尽管存在着许多困难,人们经过不断研究已取得了可喜的进展。科学家们设计了许多巧妙的方法,如用强大的磁场来约束反应,用强大的激光来加热原子等。可以预计,人们最终将掌握控制核聚变的方法,让核聚变为人类服务。 利用核能的最终目标是要实现受控核聚变。裂变时靠原子核分裂而释出能量。聚变时则由较轻的原子核聚合成较重的较重的原子核而释出能量。最常见的是由氢的同位素氘(读"刀",又叫重氢)和氚(读"川",又叫超重氢)聚合成较重的原子核如氦而释出能量。 核聚变较之核裂变有两个重大优点。一是地球上蕴藏的核聚变能远比核裂变能丰富得多。据测算,每升海水中含有0.03克氘,所以地球上仅在海水中就有45万亿吨氘。1升海水中所含的氘,经过核聚变可提供相当于300升汽油燃烧后释放出的能量。地球上蕴藏的核聚变能约为蕴藏的可进行核裂变元素所能释出的全部核裂变能的1000万倍,可以说是取之不竭的能源。至于氚,虽然自然界中不存在,但靠中子同锂作用可以产生,而海水中也含有大量锂。
聚变能是两个较轻的原子核聚合为一个较重的原子核并释放出的能量。目前开展的受控核聚变研究正是致力于实现聚变能的和平利用。其实,人类已经实现了氘氚核聚变--氢弹爆炸,但那是不可控制的瞬间能量释放,人类更需要受控核聚变。维系聚变的燃料是氢的同位素氘和氚,氘在地球的海水中有极其丰富的蕴藏量。经测算,l升海水所含氘产生的聚变能等同于300升汽油所释放的能量。海水中氘的储量可使人类使用几十亿年。特别的,聚变产生的废料为氦气,是清洁和安全的。因此,聚变能是一种无限的、清洁的、安全的新能源。

14,测出最精确万有引力常数G值 2018年新发现颠覆传统认知

这一年,新发现颠覆传统认知 科学家追寻百年的万有引力常数G值有了新的答案,为 科技 界服役130年的国际千克原器面临退休,从航天到地球四极,2018年,新技术助力的科学新发现,不断颠覆着人类已有的认知。 深空探测开启新旅程 12月8日,在西昌卫星发射中心,我国用长征三号乙运载火箭成功发射嫦娥四号探测器,开启了月球探测的新旅程。 嫦娥四号与嫦娥三号是一对“双胞胎”。虽然与“三姐”外貌一样,但与嫦娥三号以“测月、巡天、观地”为科学目标不同,嫦娥四号将经历地月转移、近月制动、环月飞行,最终实现人类首次月球背面软着陆,开展月球背面就位探测及巡视探测,并通过已在使命轨道运行的“鹊桥”中继星,实现月球背面与地球之间的中继通信。 作为我国改革开放40年来取得的重要成就之一,11月19日,随着两颗全球组网卫星从西昌卫星发射中心顺利升空,我国成功完成北斗三号基本系统 星座 部署。 北斗三号工程于2009年正式启动建设后,目前正按照最简系统、基本系统、全球系统三步实施组网:2000年年底建成北斗一号系统,向中国提供服务;2012年年底建成北斗二号系统,向亚太地区提供服务;2020年前后建成北斗全球系统,向全球提供服务。 中国散裂中子源开始运行 历经6年半的建设,8月,国家重大 科技 基础设施中国散裂中子源项目在广东东莞通过国家验收,正式投入运行,其综合性能进入国际同类装置先进行列,并将正式对国内外各领域的用户开放。 中国散裂中子源由中国科学院和广东省共同建造,建设内容包括:1台8千万电子伏特负氢离子直线加速器、1台16亿电子伏特快循环同步加速器、1个靶站,以及一期3台供科学实验用的中子散射谱仪。 “中国散裂中子源就像超级显微镜,是研究物质材料微观结构的理想探针。我们可以利用散裂中子源来研究大型金属部件的残余应力,这对于提高高铁关键部件和航空发动机部件的性能,以及核电站部件的服役性能十分重要。”中国散裂中子源工程总指挥、工程经理陈和生院士说,此外,可燃冰、磁性材料的研究,以及化学反应催化剂的原位研究等,都可以使用散裂中子源。 企鹅木乃伊“痛述”百年前惨剧 憨态可掬的企鹅是地球重要一极——南极的标志性动物。 现代生态学研究表明,在南极无冰区繁殖的阿德雷企鹅面临诸多困难,夏季的暴雪、冰山的阻隔都可能造成企鹅幼鸟大量死亡的惨剧。 此类事件在 历史 上是否存在?造成了怎样的后果?中国科学技术大学极地环境研究室孙立广—谢周清教授团队今年9月公布的研究,却将南极企鹅幼鸟的木乃伊“墓园”与两场百年前的大规模天气灾害联系起来,首次揭示了突变性气候异常引发企鹅幼鸟大规模死亡的生态灾难事件。 孙立广表示,该研究提出了短时间尺度的灾难性气候事件可能影响企鹅生态变化,也为未来企鹅古生态的研究指明了一个新的方向:对比研究全球气候变化背景下的极端气候与生态事件。该研究也警醒,在全球气候变暖背景下,企鹅可能面对新的生存挑战。 国际千克原器要退休了 一千克究竟有多重?这个看似简单的问题,科学家却 探索 了百年。 11月在法国凡尔赛召开的第26届国际计量大会,通过了修订国际单位制(SI)的决议。 国际单位制中的4个基本单位改由自然常数来定义,质量单位千克采用普朗克常数定义,电流单位安培采用基本电荷量定义,物质的量单位摩尔采用阿佛加德罗常数定义,温度单位开尔文采用玻尔兹曼常数定义,并于2019年国际计量日(5月20日)起正式生效。而定义质量单位的国际千克原器也将在2019年5月20日起正式退休。 尽管这些单位的大小不会发生变化——1千克还将是原来的1千克,但国际计量局局长马丁·米尔顿表示,国际单位制的修订是科学进步的一座里程碑。 基本单位的量子化虽然从表面上人们不会看到太大的变化,但是它对高精尖 科技 的发展却至关重要。1967年,时间单位秒用基于原子跃迁的“原子秒”取代“天文秒”,标志着国际单位体系从实物时代开始迈向量子时代。原子时诞生50年来,时间频率的测量准确度跃升1000万倍,成为目前测得最准的物理量。正是基于时间定义的量子化变革,实现了卫星导航定位,其精度更是达到了厘米级别,成就了数万亿美元的卫星导航定位产品与服务市场。 测出最精确万有引力常数G值 2018年,科学家追寻百年的科学问题有了新的答案,比如万有引力常数G值。 常数G有着重要意义。没有G,万有引力定律不算完美,一些与之相关的天体物理学、地球物理学、计量学等研究问题很难解决。1687年,牛顿在其著作《自然哲学的数学原理》中系统地介绍了万有引力定律。但当年牛顿不知道G值到底是多少。 为了让这个数值更精确,几百年来,实验物理学家为此付出了极大努力,但G值测量精度的提高却异常缓慢。 究其原因,一是万有引力非常微弱,二是任何有质量的物体都对其他物体有引力作用,并且无法屏蔽,换句话说,甚至实验室外偶然路过的一只飞鸟,都可能在实验数据里留下“痕迹”。 2018年8月30日,《自然》杂志刊发了我国科学家罗俊与其团队测量引力常数G的最新结果,该团队采用两种不同测量方法,将G值的精度达到国际最好水平,这一结果为确定高精度引力常数推荐值作出了实质性贡献,将有利于提升我国在基础物理学领域的话语权,也为我国开展空间引力波探测计划提供了更好的基础支撑。 万米深海 探索 百舸争流 上九天揽月,下五洋捉鳖。今年深海领域同样动作频频。 在南印度洋上,中国科学院深海科学与工程研究所的4500级载人潜水器“深海勇士号”载人深潜器,12月11日完成了第100次下潜航次。 世界上海底最深的地方,深度超过万米,人称地球第四极。10月16日,我国第三次万米深渊综合科考成功完成各项任务,从马里亚纳海沟海域返回三亚。本次科考充分验证了多个国产深海装备的稳定性和可靠性,取得多项国内首次和国际首次的科考成果。 11月25日,“彩虹鱼”2018马里亚纳海沟海试与科考团队,乘“沈括”号科学调查船启航,奔赴全球最深海沟——马里亚纳海沟。此次海试与科考航次是“彩虹鱼挑战万米深渊”项目的一部分。该航次中,将在马里亚纳海沟最深处“挑战者深渊”附近海域,开展“彩虹鱼”万米级载人潜水器超短基线系统海上试验、2台第二代“彩虹鱼”着陆器万米级海上试验、1台4500米级大深度浮标海上试验等工作,同时完成科学样本采集和海底拍摄任务。 载人球舱是万米载人潜水器的核心部件。12月15日,我国深海重大专项——万米载人潜水器载人舱球壳完成焊接。该潜水器建成后,可在覆盖世界最大深度的海洋开展载人下潜和科考作业。 在即将过去的一年,无人潜水器“海龙”“潜龙”深海装备成功海试并被应用,标志着我国在深海重大装备的设计、制造方面已具备产品化开发制造能力。 清华大学提出波函数全新观点 有那么一个世界:崂山道士的穿墙术成为可能,你脚下的大地也不再坚实,甚至世界的客观实在性也消失了,一切都要用概率来解释。这就是量子力学的世界,其理论核心之一就是利用波函数来描述微观物体的量子状态。 波函数理论已经衍生出诸如激光、半导体和核能等高新技术,深刻变革了人类生活方式。多年来,物理学家们提出各种关于波函数的假设和诠释,并设计出各种实验进行验证,却始终没有达成共识。其中最主流声音认为,波函数仅是一种数学描述,用来计算微观物体在某处出现的概率。 2018年,清华大学龙桂鲁教授以第一和通讯作者身份,在《中国科学:物理学 力学 天文学(英文版)》上发表的一项研究,提出完全不同的全新观点,认为波函数是微观物体的真实存在,不再是简单的数学描述, 打破了人们对波函数的传统认识, 有利于帮助人们深刻理解量子规律, 进一步 探索 微观世界。 中国“人造太阳”实现1亿度 核聚变就像氢弹爆炸或太阳内部反应,温度超高,一般容器没法盛放。被寄予最大希望的核聚变实验方案叫“托卡马克”——用超强的磁场约束高温的核燃料。 EAST又称东方超环,是中国研制的世界第一个非圆截面全超导托卡马克,也是我国第四代核聚变实验装置。它的科学目标是让海水中大量存在的氘和氚在高温条件下,像太阳一样发生核聚变,为人类提供源源不断的清洁能源,所以也被称为“人造太阳”。它的外形像一个甜甜圈,它使用超导体,以最小的能耗获取最强的磁场。 11月,中科院等离子体所发布消息,我国大科学装置“人造太阳”——EAST取得重大突破,实现加热功率超过10兆瓦,等离子体储能增加到300千焦,等离子体中心电子温度首次达到1亿度,获得的多项实验参数接近未来聚变堆稳态运行模式所需要的物理条件,朝着未来聚变堆实验运行迈出了关键一步。 第二次青藏科考公布首期成果 2017年,我国启动了第二次青藏科考,有别于“地理大发现”式的第一次青藏科考,这次,科学家们聚焦世界第三极的青藏高原的“变化”,围绕青藏高原地球系统变化及其影响这一关键科学问题,揭示机理,同时为优化青藏高原生态安全屏障体系提出科学方案。 2018年9月,第二次青藏高原综合科考举行首期成果报告会,科考队总队长、中科院青藏高原研究所姚檀栋院士说:“过去60年来,我们经历了人类 历史 上前所未有的气候变暖,青藏高原作为世界第三极,是全球气候变化最敏感地区之一,其升温率超过全球同期平均升温率的两倍。” 青藏高原被誉为生物演化的“天然实验室”。从植物到动物,从骁勇善战的大型肉食动物到苟且营生的小型鼠类,在青藏舞台上陆续登场之后,或就地适应,或迁徙他处。在中科院古脊椎动物与古人类研究所所长邓涛研究员看来,青藏地区的生物演化历程撑起了今天世界生物多样性的主体。 核燃料有了新选择 燃料组件是核反应堆的核心,是影响核电安全性和经济性的最重要因素。 锆合金材料是核反应堆堆芯的关键结构材料,作为构成燃料组件的“骨骼”和“皮肤”,锆合金被称为核反应堆的“第一道安全屏障”,长期以来,国内核电站燃料组件所用的锆合金材料基本依赖进口。11月,中核集团宣布,我国首个自主研发的满足三代核电要求的锆合金材料——CF3核燃料组件N36锆合金材料批量化首批产品成功下线通过验收。 与通过研发新的包壳/芯块材料以提高燃料性能的技术路径不同,11月26日,我国在国际上首次完成环形燃料零功率物理实验,环形燃料主要通过改变元件结构提升整体性能。这种结构完全革新的先进燃料元件芯块被制成环状,内外表面被加装包壳管,有内外两个冷却剂通道,以增加传热面积、提高换热效率。与现有压水堆相比,若保持堆芯输出功率不变,燃料芯块和包壳的峰值温度更低,将显著提升堆芯安全性;若维持现有安全裕度不变,通过计算模拟证明,堆芯输出功率可提升20%—50%,大幅提高核电经济性。

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