王明廣

在人類看來(lái)，太陽(yáng)簡(jiǎn)直就是一個(gè)巨大的能量輸出體。在其中心到0.25倍太陽(yáng)半徑的范圍內(nèi)，每時(shí)每刻都在進(jìn)行著四個(gè)氫核聚變成一個(gè)氦核的核聚變反應(yīng)，這個(gè)區(qū)域也稱為太陽(yáng)的核反應(yīng)區(qū)。在這里，每秒鐘有6000億千克的氫經(jīng)過(guò)熱核聚變反應(yīng)為5960億千克的氦，并釋放出相當(dāng)于40億千克的氫的能量（通過(guò)E=mc2將質(zhì)量轉(zhuǎn)化為能量）。劇烈的核反應(yīng)使得太陽(yáng)核心處溫度高達(dá)1500萬(wàn)攝氏度，其壓強(qiáng)也達(dá)到了2000億個(gè)大氣壓。人類目前已知的熔點(diǎn)最高的物質(zhì)Ta4HfC5（五碳化四鉭鉿）的熔點(diǎn)為4215攝氏度，這意味著任何我們熟悉的物體，放到太陽(yáng)的核心，都會(huì)被燒得“連灰都不?！保@真是令人恐懼。

不過(guò)令人意外的是，在制造高溫的能力上面我們居然可以打敗太陽(yáng)，并且用的還是同樣的方式。這是什么情況呢？

這和一種超級(jí)武器——?dú)鋸椨嘘P(guān)。原子彈利用的是核裂變的原理，而氫彈和太陽(yáng)一樣，利用的都是核聚變的原理。核聚變的能量是比核裂變要大得多的，差距能達(dá)到兩到三個(gè)數(shù)量級(jí)。但是核聚變可比核裂變難實(shí)現(xiàn)多了，由于核裂變的重原子本身具有衰變的性質(zhì)，使其發(fā)生裂變所需的條件并不苛刻。但是核聚變需要將較輕的原子拆離并重新組合成較重的原子。不管是將原子拆離，還是將原子結(jié)合，都需要巨大的能量，還需要反應(yīng)滿足一定的高溫、高壓的條件。所以，氫彈內(nèi)部都需要有小型的原子彈，原子彈爆炸產(chǎn)生極高的溫度和壓強(qiáng)，從而將氫彈引爆，產(chǎn)生更高的溫度。

令人驚訝的是，據(jù)蘇聯(lián)還有美國(guó)早期氫彈實(shí)驗(yàn)的報(bào)告顯示，氫彈產(chǎn)生的溫度能高達(dá)2億攝氏度甚至3億攝氏度，是太陽(yáng)核心溫度——1500萬(wàn)攝氏度的幾十倍！氫彈真的能和太陽(yáng)相比？以冷戰(zhàn)期間蘇聯(lián)所制造的名為“沙皇炸彈”的氫彈為例，“沙皇炸彈”是有史以來(lái)人類所引爆過(guò)的最強(qiáng)大的氫彈，也是迄今為止人類制造出威力最大的氫彈，它的爆炸當(dāng)量相當(dāng)于6000萬(wàn)噸TNT（二戰(zhàn)中“小男孩”原子彈的爆炸當(dāng)量?jī)H為1.5萬(wàn)噸TNT），它釋放出了2×1017焦耳的能量。不過(guò)，這和太陽(yáng)相比就是小菜一碟了，太陽(yáng)一秒鐘釋放的能量就有4×1026焦耳，是沙皇炸彈釋放總能量的20億倍，這能量的絕大部分就是來(lái)自于太陽(yáng)核心的核反應(yīng)區(qū)。

但為什么太陽(yáng)產(chǎn)生的溫度比氫彈產(chǎn)生的溫度小得多呢？其實(shí)，雖然太陽(yáng)發(fā)生核聚變的場(chǎng)所只位于太陽(yáng)核心的部分區(qū)域，且這部分區(qū)域只占太陽(yáng)體積的1%。但這個(gè)1%也不可小視——太陽(yáng)的直徑大約是140萬(wàn)千米，是地球直徑的100多倍，所以其體積大得驚人——為地球的130萬(wàn)倍，所以1%的太陽(yáng)體積相當(dāng)于1.3個(gè)地球那么大了。所以太陽(yáng)所產(chǎn)生的能量是分布在巨大的體積上的，這導(dǎo)致了太陽(yáng)核心所釋放的能量密度并不比沙皇炸彈所釋放的能量密度大——太陽(yáng)核心平均每立方米每秒鐘釋放出相當(dāng)于3×10-18 千克質(zhì)量的能量，但是燃料都位于1立方米內(nèi)的沙皇炸彈，瞬間就將超過(guò)2千克質(zhì)量的物質(zhì)轉(zhuǎn)化為了能量?？梢?jiàn)，氫彈產(chǎn)生的溫度比太陽(yáng)還高是可以理解的。