什么是反物质?同样体积的型况下,它所产生的能量是核能的多少倍?
小火wan1809
由反粒子构成的物质.反粒子与粒子之间有一个量子数是相反的,通常情况下是电性相反,但也有重子数相反的诸多情况.反物质与物质在一起会湮灭成光子,但这并不绝对,反物质和物质也可以同时存在,有点像太极图一样.比如正电子与电子在一起的时候就可以形成电子偶,你可以理解成它们是在旋转,就像原子核与电子一样.反物质与物质湮灭其实也是核能的一种体现方式.它们共同遵守的方程是ΔE=Δmc&sup2.
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核的反应方程式
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学生困惑：核的反应方程式
16-07-21 14:03提问
化学老师博爱无涯的解答
难&&易&&度：难
同学问的可是非常高深的问题，核反应非常复杂，老师给你相关素材供你参考。
本题答案：见解析过程
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400万学生都爱用的随身家教反物质抵消释放能量
你说的是反物质和正物质抵消释放能量吧?因为：物质和能量都是守恒的. 并且E=mc².即,它们可以转换但不消失. 物质和能量是同一事物的两面.正能量意味着正物质,负能量意味着负物质. 当正物质和反物质抵消或者湮灭后,物质的质量消失了.但作为物质不能消失,因为物质是守恒的,只能转换,其实确实没消失,它释放为能量了.
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湮灭时质量全部转化为能量,如果是同样质量的核原料和反物质比较的话,湮灭是核能的几十倍甚至几百倍
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那就要看裂变亏损的质量和湮灭的粒子质量的大小了。哪个亏损的质量大哪个产生的能量就大。
扫描下载二维码为什么人类对核能的利用还只能停留在用它煮开水的能量转换级别上？下一阶段对核能的利用将会是什么方式？
刚开始玩知乎，第一次提问，还在摸清状况的阶段，感谢各位热心回答，我根据各位热心回答来重新归纳一下我的困惑，再次请教各位。1.我了解核能的威力，就像大家举例的核弹，我主要的问题在，核能产生的巨大能量，是因为哪些问题，而不能更加直接的利用？2.我以前看过一个节目说，一根树枝，燃烧产生的能量很小，但是如果把这根树枝的核能能够变成可以利用的能源的话，可以供全人类用很久。那这中间，要达到什么样的技术，才能实现这种可能？3.能实现在星际间航行的宇宙核动力飞船，怎么样才可能被建造出来？谢谢！
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核能本质上是原子核内部质子和中子强相互作用累积的势能，以目前的反应堆为例，核能的释放在微观上是原子核裂变，一个铀235原子核裂变以后，大部分了能量集中在裂成两半的原子核（裂变产物）上（少部分为伽玛辐射和中子中微子的动能，在反应堆中除中微子外大部分转化为热能，少部分转化为新核反应产物的核能），而裂变产物原子核的动能在宏观上的表现，无疑就是内能增加，温度升高。然后我们可以通过热机、热电温差转换、热离子发射等手段将其转换为机械能和电能（人类目前最常见使用方式）——热机是效率最高、最有力于大型化的方法。水是核反应堆良好的慢化剂和冷却剂，也是人类打交道最多的热机工质之一，自然大部分热中子堆就变成烧开水的核锅炉了。当然也有使用布雷顿循环热机（燃气轮机原理）的核反应堆热机设计，如高温气冷堆或气冷快堆，限于反应堆设计、经济性等因素没有发展得起来。空间核反应堆或核热电池可以使用热电温差转换、热离子发射的方法生产电力，部分核电池可以利用原子核衰变释放的带电粒子流直接转化为电能，但是都是小功率的东西。至于利用树枝里的核能，由于树枝当中的大部分原子都是原子序数比铁低的，利用其核能可实现的方法大致是两种，将其聚变成铁原子核，或者采用反物质湮灭的路线，后者可以实现完全的质能转换。但是咱们现在都没辙——原子核聚变需要打破库仑势垒，现有技术无法实现能量的正输出，哪怕是最容易的氘氚聚变；我们也没本事把正常物质直接简单地变成反物质。核动力火箭发动机目前是有过发展历史的，冷战期间美苏都发展过核热火箭发动机，其比冲可以达到最好的化学能火箭的两倍（核热火箭发动机约900s比冲），但是其在近地轨道活动中推重比、安全性和运行时间与化学能火箭没有优势；美苏还分别发展的同位素核热电池和空间核反应用于卫星、深空探测的电源。这些技术如果发展完善是可以满足人类现有的太阳系无人探测和火星的载人探测所需要的航行动力需求的。但是这都不是能够实现恒星际核推进的动力。恒星际飞船需要大推力、超高比冲、低质量的火箭发动机，大概需要比人类研发过的最高比冲的核火箭发动机高4个数量级（人类手中最好的离子火箭发动机高1～3个数量级），如果实现星际载人航行（光速的1/10的世代飞船，带有维持人类长期生活的生态圈），那么至少需要能使一个最简单生态圈系统加速度达到1个重力加速度推力，也就是数万至数十万吨推力（比最好的化学能火箭发动机高3个数量级）。这个技术，反正我孙子能在其有生之年看到就很令人赞叹了。
零碎地讲一点吧。1. 核弹里的核反应是不可控的。就是链式反应开始后核弹会剧烈爆炸。现在的重核裂变，也就是原子弹原理的核反应，是可以做到可控的，然后主要就是通过热能进行利用。你所说的“煮开水”的能量，或者说热能/内能，本质是（我自己乱下定义）“将构成物质的分子的宏观动能去除后系统内部的分子动能”。涉及到热能的都有一个问题，就是能量可以转入但不容易转出。这很好理解。无论机械能化学能电能光能以及各类势能，都是“有序”的能量（势能可以认为是演势场梯度有序的），转化为分子内部随机方向运动很容易。但热能这种分子自由运动的能量，由于其自由性，你很难让其自发转化为有序的能量。这就是热力学定律中关于自发不自发、卡诺定律克劳修斯不等式之类的由来。而热能只能煮开水吗？只能通过工质循环转化为其他high grade energy吗？不是的。感兴趣的可以搜thermophotovoltaic, thermo-ionizer, thermoelectricity等关键词。我不详细说了。回到核能。核能发电下一步进步是怎么样的？现在还很难定论。但比较可能的是可控的轻核聚变，也就是氢弹的原理。为什么核能会成为热能？因为核裂变后能量转变为动能，碎片会沿相反方向运动。而后碎片会与自由运动的原子碰撞，逐渐的这些因为核裂变获得“不均匀”的高动能的原子的动能就会在碰撞后逐渐回到“均匀速度分布”状态，伴随的是温度的提升。那么核能能转化为其他能量吗？理论上当然是可以的。比如利用这些高速原子形成新的分子之类的，核能就会形成化学能。另外比如裂变还伴随光能，可以用半导体转化为电能。但这些现在基本只是说理论上可行。实际上就单什么手段或材料能在核反应的极端情况下正常工作实现这些能量转化方式就是一个大问题。2. 涉及的就是质能方程E=mc^2. 而达到什么样的技术。。。首先燃烧正如我上面一点提到，是将分子中键能，或者说原子间静电势能转化为系统内部分子平动能。所以原子还是在的。而你要实现将树枝变成那么多能量。。。那比核反应还要更下一层，你得把质子中子变没了。所以先别想太多了。3. 这个问题比前两个都要奇怪。你想要求的只是满足“星际间航行”还是要求飞船无限续航？而且个人认为要让飞船可以“星际”（是指星系间？）航行，最重要的是先得有近光速飞船吧。
扯点跑题的。作为一名能源动力专业的学生……从报志愿开始……“你家孩子报什么专业呀？”“能源动力。”“呀，能源呀！有前途！”心里就会吐槽其实就是烧锅炉……录取阶段同上。开学了。班主任:“同学们，你们对我们这个专业有什么了解吗！”同学们:“烧锅炉~~~”班主任:“呃你们第一堂课就把我的话给抢了，其实吧说烧锅炉也没错，我烧锅炉都烧到博士了，也就是会烧更值钱的锅炉而已……”所以愉快地做一个锅炉工吧= =顺便黑一下核工程与核技术，他们是烧核锅炉的。
作为一名锅炉行业的新人，我很能理解题主是有多看不起煮开水，哈哈，锅炉不就是煮开水的么。嗯，不错，其实题主可以改一下题目，怎么让核能直接转换成电能更直接。煮开水很LOW，那汽轮机不就是风车么更LOW。顺便解释下热电站的三大主要部分：锅炉（煮开水），汽轮机（大风车），发电机。发电的过程就是：核能—热能—机械能—电能咱就光说说煮开水吧，水蒸气临界压力是22Mpa，也就是220个大气压，此时开水温度也就370度吧，经过过热器达到个五六百度不成问题。而且目前还有超临界锅炉，超超临界锅炉。他们只是煮开水的，不过就是开水的温度高了点。蒸汽机带动了第一次工业革命，在几百年前它是黑科技，而在现在好多人觉得很低端，煮开水的么哈哈没这个煮开水的你还真用不上电。
谢邀 ? ??o? ????? ???正儿八经能量就只有一种：动能。电能是电子的动能，内能是微观的动能，运动旋转是宏观的动能。能量（好吧，内能）归根结底只能用来煮开水，地球人拿来煮开水，外星人也拿来煮开水。在宏观上，大量的能量转换，特别是大量能量从微观到宏观的转换，也就煮开水最靠谱。所以，同学还是别想太多了，撸撸睡吧。
he3-he3, p-b11 等无中子热核反应charged particle 直接转换成电能参见:
微型核电池的话，原理如下。大多数核电池通过固态半导体截获带电粒子，因为粒子的能量非常高，所以半导体随着时间的推移将受到损伤，为了能让电池长期使用，核电池被制造的非常大。正因为不易将核电池变小，所以它就很难在小型或微型电子设备上派上用场。对此，科学家想出了为核电池“瘦身”的妙计，他们把核电池内易受损的固态半导体换成了不易受损的液体半导体，这样不但能完成收集带电粒子的使命，还可以大幅度“瘦身”，可谓一举两得。按照新思路研发出的圆形核电池直径为1.95cm，厚1.55mm，仅仅比1美分硬币大一点，但其电力却是普通化学电池的100万倍。
我就是是学核工程烧锅炉的(￣▽￣) 手机上简单回答一下1.人类的大规模发电一直基于“铁线圈切割磁感线”。无论你使用什么能源火电水电风电核电，（太阳能和化学电池除外）到最后都要接上一个涡轮机。我们用核电不过是能更高效率的推动涡轮机。解决烧水问题要等着神级别的科学家…至少和法拉第一个等级的…2.核裂变每个反应放出的能量大概在在195MeV左右（U和Pu）为例，而燃烧等化学反应释放的能量一般在neV。早已不在一个数量级上，就烧水来说也烧的更有效率。就现有技术来说…树枝里的核很不幸既不能裂变也不好聚变，就是你不能在核子级别上控制它…里面的能量出不来3.这个实现的前提是民用航空器的体积够大，核电部件体积够小，就像现在核潜艇和核动力船只。而且做成太空船什么的coolant也是问题…再等一百年吧，人类大概会实现的吧。
我以前看过一个节目说，一根树枝，燃烧产生的能量很小，但是如果把这根树枝的核能能够变成可以利用的能源的话，可以供全人类用很久。那这中间，要达到什么样的技术，才能实现这种可能？ 中国2013年发电量52451亿千瓦时等于1.88e19 J假设树枝重一公斤，反物质构成，E =mc^2，核能释放（这还算核能么！）9e16 J不知道全人类用很久是什么概念……我不知道用什么样的技术能实现这种可能，反正反物质是不行。
现在能见到的能量，热能—机械能—电能。主要就是这个过程，有一部分不用热能的，都是清洁能源了。当然电能之后的应用就很多了，差不多所有的用到能源的地方都在这里面。随便举例子，核潜艇，热能变机械能，汽车拖拉机神马的都这样。风力发电，机械能变电能火力发电核能发电潮汐发电这模式是我们现今绝大多数的能源获取和使用方式，不是这个模式的都还是小众中的小众，太阳能啊，中间没有机械能，燃料电池啊，中间没有机械能。结论就是，我们现在获取能源的途径绝大多数是燃烧获取热能，能源的使用则主要是机械能和电能，非常的单一，所以不是不想，是好多事情都做不到，我们其实远远没有我们想象的那么先进。 ———————————————————————分割线———————关于题主的问题呢，第一个，核能的威力，质量变能量是质量x光速的平方，看起来很多哈，原子弹能让0.7%的质量变为能量，氢弹呢，要比原子弹高点，具体多少我也不知道，他聚变要先吸收能量，达到“点火”条件之后，才能继续聚变，然后就“自给自足”了。还有一种据说叫湮灭，质量能量转化率100% 可能吧，相关研究都还很少，我不敢想象这玩意研究出来有多猛，100万吨的原子弹用这种技术就变成1.4亿吨了………这才是科幻级别的武器。所以原子弹根本就是个小学生。但是！现在我们只能做到利用原子弹的核技术来发电，前提还是用稀释的核燃料在用石磨吸收中子让裂变反应缓慢的进行，就这还要在反应堆的外面包上里三层外三层，还要用大量的水来冷却，不然就会发生切尔诺贝利事件。核聚变的温度比这个更高，到现在还没有神马好办法来约束它，只能做到爆炸。至于湮灭………连面都还没见过呢。所以为啥不能直接利用？原因就是我们的科技水平还不足以掌握这种级别的能量。第二个，你说的这个让树枝完全“燃烧”，就是相当于湮灭了，100%物质转化为能量。我觉得比湮灭还要高端，湮灭好歹是特定的正反物质才能实现，直接让树枝全部转化为能量，上帝都不一定有这本事。就像我们现在的氢弹用的还是氢的同位素，至于为什么我也不懂，不过肯定是为了降低核聚变的难度，不然干嘛那么费劲提纯同位素，但是发生在太阳上的聚变就是直接用嗯氢！难度肯定不可同日而语。第三个，咱们现在的飞船技术，还是火箭思路，就是通过相反方向喷出东西来推进的，在地球附近转悠还行，但要想深入宇宙，肯定不行，宇宙航行，动不动就是光年来算距离，全靠惯性航行不现实，带多少燃料都不带够的，其他推进技术，我们甚至连理论都没有，什么反重力推进啊，暗物质引擎什么的都是科幻小说里的东西，所以星际飞船这货，压根就什么也没有呢，就算掌握了核能技术，让核能转变成什么能量利用都不知道，电？热能？还是什么，连最基础的理论知识都还没有呢。
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