你知道嗎--現代科學中的100個問題

第15部分 (第1/4頁)

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隨著溫度的上升，聚變所產生的能量的數量增加的速率，將大於透過輻射損失能量的速率。在某一個臨界溫度下，聚變所產生的能量正好同透過輻射損失掉的能量一樣多。在這種條件下，溫度將保持不變，因而聚變反應就會變成自持的。

只要有更多的氫不斷供給這樣一個系統，能量就會源源不絕地產生出來。

發生聚變所要求的溫度隨著氫的“品種”的不同而改變。2米2花2書2庫2&nbsp；__

最常見的是氫（H），它的原子核是由一個質子構成的。然而還有重氫，即氘（D），它的原子核由一個質子和一箇中子構成；還有一種放射性氫，氚（T），它的原子核由一個質子和兩個中子構成。

在一定的溫度下，氘的聚變所產生的能量比氫的聚變多，而氚的聚變所產生的能量還要更多。

當只有氫發生聚變時，在一定溫度下產生的能量太少了，因此，要在實驗室中讓這種反應持續進行下去，就要求溫度超過攝氏十億度。不錯，在太陽的中心是氫在發生聚變，而那裡的溫度只有15；000；000℃，但是，在這樣低的溫度下，只有很小一部分氫參加聚變。但由於太陽上氫的數量極大，所以，儘管發生聚變的氫只佔很小一部分，也已足以使太陽維持現有的輻射了。

當只由氚發生聚變時，為引燃這種反應所需要的溫度是最低的，那隻需要達到幾百萬度。遺憾的是，氚是不穩定的，它在自然界中根本就不存在。在需要用到它時，必須在實驗室裡把它製造出來，因此，僅僅用氚是不可能使聚變反應以地球上所需要的數量持續進行下去的。

氘發生聚變的引燃溫度是400；000；000℃。氘是穩定的，但數量很少。在6；700個氫原子當中，只有一個原子是氘。不過，這就已經不算太少了。一升普通水中的氘發生聚變時，已足以產生出燃燒300升汽油所產生的能量了。

達到必要溫度的一個辦法，是添進適當數量的氚，使它作為誘因去起作用。氘同氚的聚變只要在45；000；000℃就可以引燃了。如果這種反應稍稍進行一會兒，其餘的混合物就會被加熱到足夠高的溫度，因而可以引燃氘本身的聚變反應。

這個溫度所需保持的時間長度取決於氫的密度。每立方厘米中的原子越多，碰撞的次數也越多，引燃就發生得越快。如果每立方厘米有1015個原子（約為普通大氣每立方厘米所含分子數的萬分之一），那麼，就必須把這個溫度保持2秒鐘。

當然，密度和溫度越高，就越難使氘聚集在一起，儘管引燃聚變反應所需要的時間非常短暫。正因為這樣，這些年來聚變系統一直在取得緩慢的改進，但卻仍然沒有達到引燃的條件。

第67節

要回答這個問題，我們先得問一問：我們是怎樣判斷某個物體有多大的？

從某一物體的兩側射到我們眼中的光線，會對我們的眼睛形成一個角度。根據這個角度的大小，我們就能夠判斷出那個物體的視大小。

但是，如果這些光線在到達我們的眼睛之前，先透過一個凸透鏡，那麼，這些光線就會受到某種方式的偏折，從而使它們在我們眼中形成的角度變得大一些。這樣一來，我們透過這種透鏡所看到的物體似乎變大了，並且它的每一個部分也似乎變大了。這樣，我們就有了“放大鏡”。

用幾個透鏡組合起來，就有可能把物體放大幾千倍，並且清楚地看到一些小到遠非肉眼所能看到的細部。這時，我們所碰到的是一臺利用光波來工作的光學顯微鏡，過這種顯微鏡，我們可以看見像細菌那樣小的物體。

我們能夠把透鏡一個個疊在一起，最後做成一臺能把物體放大得非常大，使我們能夠看到比細菌小得多的物體，甚至連原子也看得見的顯微鏡嗎？

很遺憾，這是做不到的。即使我們把一些最完美的透鏡用最完善的方法組合起來，也無法制成這樣的顯微鏡。光是由一定波長的電磁波構成的（波長約1/125；000厘米），比它再小的東西就什麼也看不清楚了。光波已經大到足以“跳過”一切比它自身小的東西了。

不錯，有幾種電磁波的波長要比可見光短得多。X射線的波長就只有可見光波長的萬分之一。可惜，X射線會徑直穿過我們所想看到的那些東西。

但是，不是還有電子嗎？電子是一種粒子，但它們的行為也像波一樣。它們的波長大致和X射線差不多，但電子不會徑直穿過我們所想看到的那些東西。