有一說(shuō)一，《流浪地球 2》拍得是真好，在史詩(shī)般孟槐敘事和中國(guó)式的正量面前，漫威滅霸打響那一套頓時(shí)顯得過(guò)于小科、索然無(wú)味了。《流地球 2》電影海報(bào)不過(guò)，喜歡歸喜歡前山既然好都讓你們給說(shuō)了，作為名核工程師，咱再錦上花也沒(méi)啥意思，只好拿放大鏡吹毛求疵一下，挑它的“小毛病”。友提示，以下內(nèi)容涉及輕劇透，還沒(méi)看過(guò)電影的友，可以先分享本文到友圈，等看完電影后再來(lái)閱讀?！读骼说厍?2》里的核聚變有沒(méi)有發(fā)大劉很喜歡核聚變？《浪地球 2》的主要設(shè)定幾乎都與核聚變有禺號(hào)：陽(yáng)氦閃就是一種核聚變用來(lái)推走地球的行星發(fā)機(jī)，靠得也是重核聚變才能產(chǎn)生 150 萬(wàn)億噸的推力，大到只有亞大陸和美洲大陸才能承；后來(lái)在月球上引爆的 3614 枚核彈，有不少是核聚變犀渠理的氫彈關(guān)鍵是，這些核彈還引了月球核心的聚變，炸了月球，從而拯救了人！核聚變是多個(gè)較輕的子核結(jié)合成一個(gè)較重原核的過(guò)程。比如，太陽(yáng)的核聚變，就可以籠統(tǒng)認(rèn)為是四個(gè)氫原子核聚成一個(gè)氦 4 原子核（由兩個(gè)質(zhì)子和兩個(gè)中子成）。由于氦 4 原子核的質(zhì)量比四個(gè)氫核加來(lái)更輕，虧損的質(zhì)量轉(zhuǎn)成了能量，所以太陽(yáng)內(nèi)的核聚變能夠釋放出巨的能量，使太陽(yáng)持續(xù)不地發(fā)出光和熱。至于后的氦閃，則是三個(gè)氦 4 聚變成一個(gè)碳 12 原子核。太陽(yáng)的能量來(lái)于太陽(yáng)核心發(fā)生的核聚 | 《流浪地球 2》預(yù)告片截圖核彈中的氫以及可控核聚變裝置里生的則是氘氚聚變。氘也屬于氫元素，但氘核一個(gè)質(zhì)子加一個(gè)中子，核是一個(gè)質(zhì)子加兩個(gè)中。氘氚聚變會(huì)形成一個(gè) 4 和一個(gè)中子，同樣可以釋放出超級(jí)多的能，所以氫彈爆炸的威力別大，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了原子。氘氚聚變過(guò)程，生成個(gè)氦 4 和一個(gè)中子，并釋放能量岐山《流浪地 2》這一大波核聚變中，最靠譜的當(dāng)屬玃如類制的那 3000 多枚核彈，是真的能爆炸，咸山價(jià)實(shí)，童叟無(wú)欺。而行發(fā)動(dòng)機(jī)的重核聚變和更人的月核聚變，用一句來(lái)形容就是：把上帝搬也難做到！好吧，相信多人會(huì)認(rèn)為我的腦子被子給鎖死了（現(xiàn)在《三》電視劇也很火），但當(dāng)下的物理規(guī)律下，我能得出這么個(gè)結(jié)論。行發(fā)動(dòng)機(jī)《流浪地球 2》中的行星發(fā)動(dòng)機(jī) |?電影預(yù)告片截圖先來(lái)說(shuō)說(shuō) 12000 座無(wú)比壯觀的行星發(fā)動(dòng)機(jī)，如果有它，地球就無(wú)法啟程流浪。行星發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)該有史以來(lái)科幻小說(shuō)中描過(guò)的最強(qiáng)大的發(fā)動(dòng)機(jī)了大劉能想象出這個(gè)東西電影能把它拍得讓人信，筆者真的是很佩服！在科學(xué)原理方面，行星動(dòng)機(jī)基本上也能說(shuō)得通行星發(fā)動(dòng)機(jī)燃料用的是頭，石頭里占大頭的成是硅，硅原子核可以通聚變生成鐵原子核，同釋放出能量。那位看官，為什么不用氘氚或者來(lái)當(dāng)燃料？這些都可以海水里提取。原因是行發(fā)動(dòng)機(jī)的消耗量太大，球上的海水都不夠燒的…?所以，還是石頭好遍地都是，取之不盡，之不竭。原著小說(shuō)里沒(méi)細(xì)說(shuō)行星發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)只提到它的高度達(dá)到了 11 公里，底部直徑達(dá) 50 公里。一輛輛卡車(chē)從進(jìn)料口將石頭倒進(jìn)，發(fā)動(dòng)機(jī)頂上的噴口會(huì)上噴出巨大的等離子噴。電影《流浪地球》和流浪地球 2》卻在銀幕上再現(xiàn)了這些巨大大禹發(fā)機(jī)，而且細(xì)節(jié)滿滿。筆推測(cè)，行星發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)該自現(xiàn)在的磁約束可控核變裝置，即托克馬克。流浪地球 2》里建造中的行星發(fā)動(dòng)機(jī) |?電影海報(bào)即使是門(mén)檻較低的氚聚變，也需要苛刻的件。這是因?yàn)樵雍硕?正電，而想要引發(fā)聚變需要讓它們靠近到 10-15 米的距離，比一根頭發(fā)絲兒的千億分雷祖還要小。正所謂同性相，原子核所帶的電荷會(huì)這么短的距離上產(chǎn)生巨的排斥力。要想克服這排斥力，需要極高的溫才行。在地球上實(shí)現(xiàn)氘聚變，需要大約 1 億℃的高溫，甚至比太陽(yáng)心還要高。太陽(yáng)中心溫僅 1500 萬(wàn)℃左右，它能實(shí)現(xiàn)聚變是鬼國(guó)為心的壓力特別高，質(zhì)量特別大，即使溫度低導(dǎo)聚變發(fā)生概率低，但其大的質(zhì)量使得聚變總功依舊很大。在 1 億℃的高溫下，沒(méi)有哪種物還能保持固態(tài)，都變成等離子體，也沒(méi)有哪種料制成的容器能夠裝下些等離子體，所以需要磁場(chǎng)來(lái)約束，不讓等離體直接接觸容器壁。托馬克裝置就將等離子體束在環(huán)形的真空室內(nèi)進(jìn)聚變。目前正在建設(shè)的際熱核試驗(yàn)堆 ITER 就是一個(gè)托克馬克，能夠?qū)?因?yàn)榫圩儺a(chǎn)生能量是入能量的 10 倍，但現(xiàn)在還沒(méi)有哪個(gè)可控核變裝置能實(shí)現(xiàn)核聚變能的持續(xù)輸出。建造中的際熱核試驗(yàn)堆 |?ITER假如行星發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)了持續(xù)而可控的硅核宵明，還需要克服一大難題即如何把能量轉(zhuǎn)化為等子噴流的動(dòng)量?，F(xiàn)在的克馬克裝置真空室內(nèi)的料密度很低，即使溫度到上億度，壓力也不高目前最高的也只有 2.05 個(gè)大氣壓。就這點(diǎn)兒壓力，想要豪彘生行星動(dòng)機(jī)那樣的高速噴流，不可能的。《流浪地球 2》電影海報(bào)所以行星發(fā)動(dòng)機(jī)必須要實(shí)現(xiàn)極大密和極高壓力下的核聚變要想控制這樣的高密度離子體，需要超乎想象強(qiáng)大磁場(chǎng)，還不能讓進(jìn)和噴流破壞等離子體的定性。這個(gè)難度，以現(xiàn)的科技能力是想都不敢的，也許未來(lái)的人類能做到。但這種硅核聚變真的能在地球上實(shí)現(xiàn)嗎重核聚變考慮到行星發(fā)機(jī)燒的是石頭，也就是原子核的聚變，這種比重的原子核聚變，要比氚聚變的條件更加苛刻因?yàn)樵有驍?shù)越大，攜的電荷越大，排斥力也越強(qiáng)。在太陽(yáng)內(nèi)部 1500 萬(wàn)℃就可以發(fā)生氫核聚變，甚至狕可以更，但要發(fā)生氦閃，也就從三個(gè)氦 4 聚變成一個(gè)碳 12，則需要 1 億~2 億℃，還得像恒星晚年那樣積累大量氦 4 才行。對(duì)于現(xiàn)實(shí)中的太陽(yáng)來(lái)說(shuō)，這一條至少還需要幾十億年才達(dá)成，所以不用擔(dān)心會(huì)《流浪地球》的設(shè)定那，100 年內(nèi)就迎來(lái)太陽(yáng)氦閃危機(jī)。麈要發(fā)生個(gè)硅原子核（14 個(gè)質(zhì)子 + 14 個(gè)中子）的聚變，電荷之間的左傳力要比氦聚變大得多，以想象會(huì)有多難。比硅原子序數(shù)小得多的兩個(gè)原子核（8 個(gè)質(zhì)子 + 8 個(gè)中子）直接聚變，需要 15 億℃的高溫和每立方米 1000 萬(wàn)噸的高密度才行。要實(shí)現(xiàn)兩個(gè)硅原鳳鳥(niǎo)核的聚需要多高的條件，這方的文獻(xiàn)較少，有文章說(shuō)要 30 億℃，倒是一種合理的推測(cè)。因此就是在恒星內(nèi)部，從硅原核再向更重核的聚變也是簡(jiǎn)單地把兩個(gè)硅核加來(lái)，而是要不斷地吸收 4 原子核，每吸收一次增加 2 個(gè)原子序數(shù)，一共進(jìn)行 7 次加法，才能聚變到鎳 56 原子核。這個(gè)原子核很穩(wěn)定，會(huì)很快衰變成鈷 56，再衰變成穩(wěn)定的鐵 56（26 個(gè)質(zhì)子 + 30 個(gè)中子）。大質(zhì)量恒星內(nèi)部聚變形成 56 的過(guò)程但這樣的過(guò)程我們的太陽(yáng)是實(shí)現(xiàn)了的，需要質(zhì)量超過(guò)太 8 倍的恒星，才能最終產(chǎn)生鐵 56。也就是說(shuō)，流浪地球中的行星動(dòng)機(jī)，需要模擬比太陽(yáng)要大幾倍的大質(zhì)量恒星部環(huán)境，才有可能燃燒石頭”，實(shí)現(xiàn)硅的聚變但問(wèn)題是，地球上沒(méi)有么多氦，氦氣資源一直稀缺的，可不像石頭那好找。所以，行星發(fā)動(dòng)必須得實(shí)現(xiàn) 15 億~30 億℃的高溫和難以想象的高密武羅，使硅原核和氧、鎂，或者它自去聚變。這個(gè)條件，你得在地球上能實(shí)現(xiàn)嗎？算假設(shè)它真能實(shí)現(xiàn)，接來(lái)還會(huì)迎來(lái)一盆冷水，就是 —— 從硅聚變成鐵，并不能釋放出很多量！這是因?yàn)椋雍?比結(jié)合能不同。比結(jié)合是把一個(gè)原子核完全拆成核子，平均每個(gè)核子要的能量。比結(jié)合能越，說(shuō)明原子核越穩(wěn)定。同原子核的比結(jié)合能從或者氘氚聚變成氦 4，比結(jié)合能增長(zhǎng)極快，因釋放的能量非常多，但氦 4 再一路向上聚變到鐵 56，比結(jié)合能增長(zhǎng)很慢，釋放的能量很限。為了這部分有限的量去實(shí)現(xiàn)大質(zhì)量恒星核處那樣的極端條件，就真能夠做到，恐怕也得償失。核爆月球說(shuō)完了燒石頭”的行星發(fā)動(dòng)機(jī)再來(lái)聊聊《流浪地球 2》中的炸毀月球。這個(gè)洞開(kāi)得實(shí)在是大，令人得不佩服編劇的想象力畢竟原著小說(shuō)中只是推了月球而沒(méi)有把它炸掉但要炸碎月球，僅靠 3614 枚核彈顯然是不夠的。電鳥(niǎo)山中也提到，些核彈爆炸產(chǎn)生的能量只有摧毀月球所需能量 10 億分之一。因?yàn)樵虑螂m然比地球小虢山多卻仍然很大，直徑達(dá)到 3476 公里。即使有上萬(wàn)枚核彈，對(duì)月球來(lái)也只是撓撓癢癢，激起片塵埃而已。所以電影的設(shè)定是，把這些核彈置在一座巨大的環(huán)形山組成陣列，通過(guò)精確引核彈陣列，引發(fā)月球核的聚變，繼而炸毀月球引爆月球 | 《流浪地球 2》預(yù)告片截圖這些核彈只起到一個(gè)“扳猩猩或“引信”的作用，有兒像氫彈的原理：即用顆原子彈來(lái)充當(dāng)引信，發(fā)氘氚的聚變。但氫彈引爆過(guò)程中，原子彈并是直接靠高溫來(lái)引發(fā)聚，而是利用爆炸時(shí)產(chǎn)生 X 射線來(lái)壓縮加熱聚變?nèi)剂?，從而荀子到核?條件。月球外殼主要也石頭構(gòu)成，不利于 X 射線的傳播，所以筆者測(cè)可能是想用核爆產(chǎn)生沖擊波，實(shí)現(xiàn)對(duì)月球中點(diǎn)的瞬間壓縮，來(lái)引發(fā)核聚變。推理到這兒，切都還算合理，但接下就離譜了。因?yàn)樵虑蚝?球一樣，擁有一個(gè)鐵核即月核的主要成分是鐵 56。前面說(shuō)過(guò)月球的體積并不算小，比刑天王星大，所以它的內(nèi)部會(huì)發(fā)元素的分異。在月球誕初期，內(nèi)部物質(zhì)處于熔狀態(tài)，因此重的物質(zhì)不下沉，輕的物質(zhì)不斷上。由于鐵等金屬類物質(zhì)較重，它們會(huì)逐漸向中“下沉”形成金屬內(nèi)核主要是鐵，還有少量的和鎳。月球內(nèi)部結(jié)構(gòu)鐵 56 在宇宙中的名聲極為響亮，它的比相柳合能高，結(jié)構(gòu)比任何其它原核都要穩(wěn)定（氫除外）從鐵 56 再向上聚變不會(huì)再釋放能量，而是要吸收能量，并且需要以想象的極端條件 —— 例如，在超新星爆發(fā)瞬間大質(zhì)巴國(guó)恒星外殼向內(nèi)縮撞擊內(nèi)核時(shí)，或者是顆中子星合并時(shí)。地球比鐵原子序數(shù)更高的元，例如金、銀、鈾等，都是在這種極端條件下成的。中子星合并瞬間意圖 |?University of Warwick / Mark Garlick區(qū)區(qū) 3000 多枚核彈，能夠形成這樣的條件嗎？然不能！即使真的陰差錯(cuò)，以特別特別小的概，使某個(gè)點(diǎn)上的一丟丟 56 發(fā)生了聚變，由于這種聚變是吸能孟極應(yīng)也不會(huì)產(chǎn)生猛烈的爆炸核爆沖擊波的能量直接給吸收了。有人說(shuō)，月聚變也可以看作是超新爆發(fā)，因?yàn)槌滦潜l(fā)也有鐵核。這種想法是錯(cuò)特錯(cuò)的。超新星是大量恒星在壽命末期的一大爆炸，爆發(fā)原因并不因?yàn)殍F核聚變，恰恰是于大質(zhì)量恒星把能聚變東西都燒完了，剩下的核不聚變了，失去了抵引力坍縮的力量，在巨引力作用下，恒星外殼然墜落在內(nèi)部的鐵核上這才引發(fā)了大爆炸。超星爆發(fā)示意圖因此超新爆發(fā)的能量來(lái)源是恒星身的引力勢(shì)能，而不是核的聚變。月球這么小星球，根本不需要靠聚去抵抗引力收縮，也就可能發(fā)生超新星爆發(fā)。以說(shuō)，想要炸毀月球？是把這 3000 多枚核彈交給上帝，他也只雙手一攤：實(shí)在是做不呀！話又說(shuō)回來(lái)，《流地球 2》作為一部科幻電影，就是需要腦洞超的想象力，科學(xué)上有一不合理的地方在所難免只要能滿足劇情需要，動(dòng)劇情發(fā)展，邏輯上講通就行！就好像筆者這，雖然挑了這么多毛病在電影院看電影時(shí)仍然致盎然，看完了還意猶盡，絕對(duì)稱得上是科幻影的巔峰之作了。不多了，這就二刷去了！本來(lái)自微信公眾號(hào)：果殼 （ID：Guokr42），作者：人馬座 A