第十四章原子核秘密
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“你隻知其一,不知其二。我們先做一個簡單的實驗,結果會一目了然:取一個玻璃杯,裝半杯清水,再放入一勺沙子,然後搖晃,讓杯子裏的水旋轉起來,你會發現,沙子向中心聚集,而不是被拋離到杯壁。這是因為杯子裏的水一邊自轉,一邊還在公轉,搖晃就是公轉。
重元素向沙團中心聚集,是自轉離心力與公轉離心力共同作用的結果。我們的宇宙,大到正負宇宙,小到原子核,都是由自轉與公轉組成的渦旋體係。你們所說的萬有引力,有一部分其實是自轉離心力與公轉離心力的合成力。還有一部分是真空梯度力。”
“細節決定成功。生活中的某些小細節蘊藏著大道理、大智慧。我為你們的科學家點讚。”我豎起大拇指
“當重核燃料元素聚集到一定程度,月核裏的核裂變反應開始啟動,產生的熱能熔化了沙粒,形成岩漿。岩漿的空隙度比沙粒小得多,真空梯度力使沙團進一步收縮,岩漿向球表麵外溢,經過冷凝,變成月殼,而漂浮在岩漿上的沙粒則變成月壤,月壤的年齡比月岩大,因為沙粒是上一代恒星星雲遺留下來的。
同時,核輻射讓岩漿裏的一些物體電離,形成正離子、負離子。我們知道,正離子一般是金屬元素,較重;負離子一般是非金屬元素,較輕。重離子向中心移動,輕離子向外殼移動,造成電荷的分離。由於月球是自轉的,旋轉的電荷會形成統一的磁場,月球磁場誕生了。
我們還知道,鐵原子核很穩定,重核裂變會產生越來越多的鐵元素,聚集在月核裏。當然這些鐵元素呈液態。鐵具有導磁的能力,不要以為鐵在高溫下就會失去磁性,因為鐵的磁性與鐵晶體的結構有關,溫度會影響晶體的結構,但壓力也會影響晶體的結構。隻要鐵晶體的結構達到產生磁性的要求,鐵就會導磁,與溫度高低無關。
鐵的導磁能力,對月球來說,不是一件好事,因為鐵的導電能力較差,即電阻較大。鐵質月核聚集了較多的磁場線,月核旋轉,相當於構成了單極直流發電機,電子從兩極流入,從赤道流出。電流的熱效應使鐵質月核的溫度上升,當溫度積累到一定的程度時,鐵開始沸騰、汽化,巨大的膨脹力,使大量岩漿流向月球表麵,即火山噴發,岩漿噴發帶走了過多的核燃料元素,經過反複多次的大規模噴發,最終導致核反應完全停止。沒有了核反應的熱能,岩漿逐漸凝固,在月核裏形成大量的空洞。
月球空心後,其真空度也就下降了,即與太陽的引力減小了,而公轉離心力可沒有變,這樣,月球就隻得離家出走了。月球的離家出走,對附近的行星來說,就是大禍臨頭。不過xìng yùn的是,月球塊頭不大,影響力有限,對外圍的行星沒有造成太大的影響,最終被金星俘獲,變成金星的衛星。”
“不對吧?安晴,月球是地球的衛星,怎麽成了金星的衛星了?”我反問。
“月球成為地球的衛星,那是後來的事,可能是火星把它撞離了金星吧。
同樣的原因,火星在反複多次的大規模噴發以後,核反應停止,內核岩漿凝固而空心,在公轉離心力的作用下,步月球後塵,離家出走。不過這次可就沒有那麽xìng yùn了,火星出走過程中,邊擦了金星,使金星自轉反向,且轉速變得緩慢。旋轉慢了,磁場也就小了。如果沒有火星的破壞,金星的環境與地球近似,也能適合人類居住。也許是金星的阻擋,改變了火星外移軌道,地球才幸免於難。
而下一顆行星無名星卻遭到滅頂之災,火星徹底摧毀了無名星,大部分碎塊散布與木星、土星、天王星、海王星,變成它們的衛星,小部分殘留在原軌道外圍附近,形成小行星帶。火星與無名星發生碰撞,消耗了大部分能量,同時也改變了運行方向,於是在無名星軌道內側公轉起來,直到現在。火星在碰撞中為什麽沒有被摧毀,這是因為組成火星、無名星的物體不同,火星富含重金屬元素,球殼較堅固;而無名星富含非金屬元素,球殼較脆弱,不堪一擊。火星撞碎了無名星,也俘獲了一些無名星的物體,使火星質量、體積變大了。無名星的環境與地球也近似,也適合人類居住。也許那裏也誕生了生命,他們也創造了輝煌的文明。隻可惜灰飛煙滅。
現在的水星也處在離家出走的前期,它的運行軌道明顯異常。你們人類必須加緊發展太空技術,免遭水星的打擊。”
“那麽,地球會不會發生月球、火星那樣的事故?”
“我們認為,不會。因為組成地球的物質與月球、火星、水星不同。月球、火星、水星的金屬元素成分較多,非金屬元素成分較少;它們缺少關鍵性的元素碳。碳不僅是生命元素,也是類地行星延年益壽的元素。月球、火星為什麽會死亡,那就是內部的核反應停止了,岩漿凝固了,內部空心了,引力減小了,被離心力拋離出來了。導致核反應停止的一個因素是鐵的導電性差,有電阻,而鐵的導磁性,又使旋轉的行星構成了單極直流發電機,電流的熱效應導致行星內部岩漿噴發外流,過早地中止了核反應。而金星、地球、無名星的球核,是複合核,外核是鐵,內核是石墨(碳),石墨在球核的高溫高壓環境下,是超導體,沒有電阻,也就沒有電流的熱效應,也就不會發生內核膨脹的事故。
但這並不代表你們地球平安無事。從自身因素來看,重核燃料越用越少,行星沒有讓重核燃料再生的功能,行星衰老死亡是必然的。從外部因素來看。正負物質在不停地湮滅,中央黑洞在不停地將高能光子轉化為電子、質子、中微子,正負宇宙在加速膨脹,太陽係終歸有一天會來到白洞邊界,與反物體發生湮滅,變成高能光子,釋放出真空能,完成物質、能量的大循環,這是任何科技都無法改變的結局。”
“既然行星終究會衰老死亡,那麽你們為什麽不選擇星際移民,而非要選擇星球躍遷呢?”
“科景雅星球早已是一顆死亡星球。我們科景雅人對科景雅星球實施了徹底地改造,人工磁場替代了天然磁場,火山噴發、地震被根除。另外,我們的自然生態保護完好,自然資源良性循環,我們舍不得離開自己的家園。”
“原來是這樣。”我陷入了沉思,科景雅人如此發達的科技尚且熱愛自己的家園,而我們地球人動不動就要用核彈摧毀自己的家園。唉,天作孽,猶可違;自作孽,不可活啊!
“上述是你們太陽係的情況,而天狼星係與太陽係稍有差異。天狼星係的原始星雲比太陽星雲大很多,當天狼星的黑洞口封閉以後,遠離天狼星中心的星雲盤中遺留了過多的氫元素。天狼星係形成時間比太陽係要晚一些,它的第一顆行星還沒有死亡。天狼星係共有23顆行星,拉斯曼星球是第6顆行星,拉斯曼人就生活在這顆星球上;第12顆行星是由氫、氦等元素構成的氣態行星,由於質量比較大,與你們的太陽差不多,這顆行星的氫核發生了核聚變反應,雖然與恒星一樣發出白光,但它隻能屈居行星,因為它圍繞天狼星公轉。由於核燃料有限,現在這顆行星隻能發出紅光了。
其實,你們太陽係的木星也可以人為啟動核聚變,隻不過木星的氫、氦總量過少,用不了幾萬年就消耗殆盡。”
“安晴,我問你一個技術上的問題。你說人為啟動核聚變,我們地球人用了近百年的努力,至今也沒有建成一個有商業價值的受控熱核反應堆,你能不能給我講講你們是怎麽應用聚變核能的?”
“建造核反應堆是一個很古老的技術,我們早已不用核能了。不過,根據文獻資料,我可以向你說明工作原理。其實,你們對核能的應用沒有取得重大突破,是因為你們對原子的認識太膚淺了。”
“你是說我們的原子科學理論有問題?”
“是的。原子由原子核與核外電子組成,原子核極小,用你們教科書上的比喻,如果把原子核比作乒乓球,那麽原子就相當於地球。原子內部有很大的空間。核外電子完全可以在這麽大的空間裏自由運動,可事實上卻是核外電子隻能分布在有限的幾個殼層裏,並且每個殼層裏的電子數量都有限製。你知道這是為什麽嗎?”
“這個問題我也想到過,可我想不明白。你給我解釋一下?”
“核外電子分層排布是由原子核的結構造成的。你們的科學家普遍認為原子核是一個密度極大的實心球,其實,原子核是環狀結構,”
“等等,安晴,經你這麽提醒,我好像明白了。你看我說得對不對。原子核裏的質子和中子不是聚集在一起,而是在做渦旋運動,形成一個微小的黑洞,是真空賦予了原子核極大的質量和巨大的核能。安晴,我說得對不對?”
“完全正確。可喜可賀。看來我們科景雅星球有救了。”
“可是,核子做渦旋運動,與核外電子分層排布有必然的關係嗎?”
“當然有了。你看牆上的投影,這些是氕、氘、氚、氦的原子結構模型,核外電子在核子渦旋產生的磁場殼層裏做圍繞公轉軸的兩極來回螺旋運動。”
“這是一殼層的原子結構,那多殼層的原子結構是怎樣的呢?”
(此處有tú piàn)
“核外電子多殼層排布,說明核子渦旋產生了多個同軸磁場,就是說原子核內核子環不止一個,每個核子環產生的磁場強度也不一樣,這個磁場強度決定了磁場殼層裏最多能夠容納多少電子。
正常的,每個磁場殼層最多隻能容納2個電子,且自旋相反。”
“自旋相同不行嗎?”
“自旋相同,那麽電子產生的磁矩也相同。電子本身同性相斥,如果磁矩也相斥,那麽同一個磁場殼層裏就隻能容納一個電子了。”
“那能不能容納3個或3個以上的電子呢?”
“不能。磁場殼層容納電子的多少是由產生這個磁場殼層的核子環確定的。一個核子環最多隻能容納2個質子,由於核子環是用來產生真空的,所以兩個質子的自旋必須相同,以便形成更強的磁矩。然而同性相斥,隻有2個質子的核子環是不能存在的,這就是兩個氕核不能聚變為一個氦核、鋰4是所有同位素中半衰期最短的同位素的原因。為了減弱同性相斥,質子之間需要嵌入中子,通過中子裏的複合粒子——電子中微子的跨域流動,將核子緊緊的粘合成核子環。2個質子與2個中子組成的核子環最穩定,相當於一個複合粒子,即a(阿爾法)粒子。
在所有的原子核中,氕核封閉了最多的真空,核能最大;鐵56核封閉了最少的真空,核能最少。
核子排布與核外電子排布順序恰恰相反。電子從內向外排布,核子從外向內排布。這是磁場殼層導致的。
(此處有tú piàn)
這是生命元素碳12原子的結構模型。
紅色表示的是第一層核子環產生的磁場殼層,第一層核子環由2個質子、2個中子組成,磁場殼層裏有2個電子。
白色表示的是第二層核子環產生的磁場殼層,第二層又分兩個亞層,第一亞層核子環也是由2個質子、2個中子組成,磁場殼層裏有2個電子;第二亞層可以有3個核子環,赤道上一個,赤道兩邊對稱分布各一個,如果3個核子環全部充滿,就是氖元素的原子核氖20。但碳12隻有12個核子,除去第一層核子環4個、第二層第一亞層核子環4個核子,隻剩下2個質子、2個中子,這4個核子優先排進對稱的兩個亞層上,即一個質子與一個中子進入上亞層,另外一個質子與一個中子進入下亞層,而空餘赤道亞層。對應的電子排布也是這樣。
(此處有tú piàn)
這是多核子原子的磁場殼層分布情況。
紅色為第一層,隻有1個核子環。
白色為第二層,有2個亞層,第一亞層隻有1個核子環,第二亞層有3個核子環,以赤道為鏡,對稱分布。
綠色為第三層,有3個亞層,第一亞層隻有1個核子環;第二亞層有3個核子環,以赤道為鏡,對稱分布;第三亞層有5個核子環,以赤道為鏡,對稱分布。
藍色為第四層,有4個亞層,第一亞層隻有1個核子環;第二亞層有3個核子環,以赤道為鏡,對稱分布;第三亞層有5個核子環,以赤道為鏡,對稱分布;第四亞層有7個核子環,以赤道為鏡,對稱分布。
(此處有tú piàn)
這是最穩定的原子核鐵56的原子核結構。鐵56的核子環以赤道為鏡的對稱分布比較完美,第三層的第三亞層的5個核子環中,赤道兩邊的4個核子環為中子—質子—中子結構,過多的中子消弱了核子環的有效磁矩,使原子核封閉的核能大大減少。”
“安晴,你給我講講氫聚變為氦的反應吧,這對我們地球很有幫助。”
“幫助?什麽幫助?”
“建造核聚變反應堆,用來發電呀。”
“發電的方法千千萬,核能也不是最好的方法。這種瞬間大規模的能量釋放,很容易用來發展wǔ qì。實際上你們已經將核能發展為wǔ qì了。”
“將先進的科技發展為wǔ qì,這也是自衛的需要。不應因噎廢食。”
“我不想與你辯論。我這裏有一款核聚變反應堆工作原理圖,你可以了解一下。這款核聚變反應堆,以氕為原料,以中子為媒介,在模擬的一維空間裏發生熱核聚變。”
“安晴,你沒有忽悠我吧,這不就是磁鏡結構的反應堆嗎?我們地球的科學家試驗過,效果很差。現在都已經升級到托卡馬克了。另外,兩個氕核不是不能聚變為氦核嗎?”
“這是兩個耦合的磁鏡結構,模擬黑洞合成物質的機製,工作原理與你們的磁鏡結構不一樣。你們的托卡馬克裝置,是一個封閉結構,核聚變效益不高。兩個氕核是不能聚變為氦核,但氕核可以與中子聚變為氘核,兩個氘核是可以聚變為氦核的呀。”
“噢,原來是這樣。”我盯著牆上的投影,努力記住,以便將來回到地球,自己也造一個。
“忐忑,今晚你學習了不少知識,需要融會貫通。你先休息一下吧,明天我們去天狼星,尋找躍遷號太空船。”
“安晴,謝謝你教我這麽多知識。我現在很興奮,沒有睡意。我們現在就去吧。”
“不急。天狼星表麵溫度很高,而元神經不起高溫的,我要做些準備,以確保你我的安全。你好好睡一覺,我會叫你的。”
“好吧。你去忙吧。”我很滿足,今天總算學到一點實用的科技。在中學時怎麽也想不明白的核外電子為什麽分層排布,現在我總算弄明白了,看來我們地球的科學家們還有很多事情要做。