质能转换？真的不是核爆的专利

几乎每个人都理解核裂变和核聚变的原理，但今天我们仍然想更深入、更本质。

质量-能量转换总是充满活力？不要。

众所周知，当两个较轻的原子核结合成一个较重的原子核时，总质量变小，释放出巨大的能量(这就是氢弹的过程)。不要认为这种动态现象只会发生在像太阳和人类制造的氢弹这样的恒星中。

事实上，我们通常看到的一些现象释放能量是因为质量变化非常小。例如，当两个氢原子和一个氧原子结合形成一个水分子时，一个水分子的质量必须小于两个氢原子加上一个氧原子的质量之和。质量减少的部分转化为大量的热量，这些热量是由氢气在氧气中的剧烈燃烧释放出来的。

此外，当电子和质子结合形成氢原子时，能量也会释放出来。

例如，当燃烧一张纸时，如果我们能非常精确地称量燃烧后产生的所有物质(如灰烬和各种气体)的质量，我们会发现原纸质量的一小部分消失了——这部分损失的质量被转化为能量。

这一说法来自于美籍华裔物理学家徐的《可怕的对称性》一书，他出生于中国，在巴西长大。

这给了我们一个重要的启示:我们需要站在更高的角度去理解“质量和能量”之间的正确关系，也就是说，质量是锁定的能量，能量是释放的质量。

能量和质量的转换并不都发生在宇宙的恒星中，也不都发生在爆炸的核弹中，而是一种非常普遍的现象，发生在我们的日常生活中和我们周围。然而，在我们日常生活中发生的质能转换在化学教科书中通常被称为化学能，但化学能更深层次的本质是质能转换。

根据爱因斯坦的质量能量方程，如果一克质量完全转化为能量，它大约等于1000吨梯恩梯释放的能量。如果所有这些品质都转化成电能，结果会更令人惊讶。它们足以让一个100瓦的灯泡持续工作35000年。

氢弹爆炸

目前，最有效的质能转换发生在核聚变(氢弹)中，随后是核裂变(原子弹)，在核裂变中，一个小铀原子释放的能量足以使一粒沙子移动。

虽然原子弹和氢弹的反应原理在表面上互不相同，但它们的本质是完全相同的:它们都是从质量转化为能量的。

细胞核是一只古怪的眼睛。

铀是第92种元素，所以铀核中一定有92个质子。此外，在同一个原子核中有许多中子和质子。中子的数量不是固定的。一些铀原子核有146个中子，146加92等于238。因此，我们称这种铀原子为铀238。一些铀原子核中只有143个中子，143加92等于235，所以我们称之为铀235。

原子核中的质子和中子统称为核子。为了说明这个问题，让我们暂时把每个核比作一颗葡萄，那么铀235就相当于一串漂亮的葡萄。

如果把235颗独立的葡萄放在一起，总质量肯定会下降。假设总质量减少了235毫克，那么平均来说，一颗葡萄减少了1毫克。

现在，让我们把这一大串葡萄分成两个同样大小的小串。根据常识，如果你把这两串葡萄的质量加起来，它应该等于前一串葡萄的质量。但是奇怪的事情又发生了。这两小串葡萄的质量总和实际上比大串葡萄的质量总和小，总共少了235毫克。也就是说，普通葡萄比原来的减少了1毫克。这是为什么？

铀原子核的裂变

不要...当原子核由不同的原子核组成时，质量损失是不同的？同样的核，在铀核中，它减少的质量更少；当它在另一个原子核中时，减少的质量会更多？这是真的吗？

是的，这就是为什么当两个中等大小的原子核聚集成铀原子核时，它们需要吸收能量，因为铀原子核的质量增加了。这种情况通常发生在恒星的最后一次大爆炸中。那些比太阳大的恒星基本上可以宣布恒星结束，因为它们的“核燃料”在内部产生铁、镍和其他元素后已经完全耗尽。这时，由于重力的作用，垂死的恒星会迅速向中心收缩，最后会有一场大爆炸。大爆炸产生的能量非常高，所以像铀这样的许多重元素都是在大爆炸中合成的，而恒星的最后一次大爆炸为两个中等原子核聚合成铀核提供了大部分能量。

这张照片显示了1054年超新星爆炸的遗迹，这是中国宋代天文学家记录的。银、金、铀等重元素是在恒星爆炸中合成的。

另一方面，当铀原子核分裂成两个大小相同的原子核时，以前吸收的能量会再次释放出来。这时，每个原子核的质量将再次减少。

这个过程告诉我们原子核是偏心的。当它们在铀核家庭中时，它们会损失较少的质量，而当它们在其他家庭中时，例如在铁核家庭中，它们会损失更多。

至于核为什么是有偏见的，只偏向于铀核专家，呵呵，这暂时还是大自然的秘密。