有一說一，《流浪地球 2》拍得是真好，在史詩般孟槐敘事和中國式的正量面前，漫威滅霸打響那一套頓時顯得過于小科、索然無味了?！读?地球 2》電影海報不過，喜歡歸喜歡前山既然好都讓你們給說了，作為名核工程師，咱再錦上花也沒啥意思，只好拿放大鏡吹毛求疵一下，挑它的“小毛病”。友提示，以下內容涉及輕劇透，還沒看過電影的友，可以先分享本文到友圈，等看完電影后再來閱讀?！读骼说厍?2》里的核聚變有沒有發(fā)大劉很喜歡核聚變？《浪地球 2》的主要設定幾乎都與核聚變有禺號：陽氦閃就是一種核聚變用來推走地球的行星發(fā)機，靠得也是重核聚變才能產生 150 萬億噸的推力，大到只有亞大陸和美洲大陸才能承；后來在月球上引爆的 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！核聚變是多個較輕的子核結合成一個較重原核的過程。比如，太陽的核聚變，就可以籠統(tǒng)認為是四個氫原子核聚成一個氦 4 原子核（由兩個質子和兩個中子成）。由于氦 4 原子核的質量比四個氫核加來更輕，虧損的質量轉成了能量，所以太陽內的核聚變能夠釋放出巨的能量，使太陽持續(xù)不地發(fā)出光和熱。至于后的氦閃，則是三個氦 4 聚變成一個碳 12 原子核。太陽的能量來于太陽核心發(fā)生的核聚 | 《流浪地球 2》預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，但氘核一個質子加一個中子，核是一個質子加兩個中。氘氚聚變會形成一個 4 和一個中子，同樣可以釋放出超級多的能，所以氫彈爆炸的威力別大，遠遠超過了原子。氘氚聚變過程，生成個氦 4 和一個中子，并釋放能量岐山《流浪地 2》這一大波核聚變中，最靠譜的當屬玃如類制的那 3000 多枚核彈，是真的能爆炸，咸山價實，童叟無欺。而行發(fā)動機的重核聚變和更人的月核聚變，用一句來形容就是：把上帝搬也難做到！好吧，相信多人會認為我的腦子被子給鎖死了（現在《三》電視劇也很火），但當下的物理規(guī)律下，我能得出這么個結論。行發(fā)動機《流浪地球 2》中的行星發(fā)動機 |?電影預告片截圖先來說說 12000 座無比壯觀的行星發(fā)動機，如果有它，地球就無法啟程流浪。行星發(fā)動機應該有史以來科幻小說中描過的最強大的發(fā)動機了大劉能想象出這個東西電影能把它拍得讓人信，筆者真的是很佩服！在科學原理方面，行星動機基本上也能說得通行星發(fā)動機燃料用的是頭，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當燃料？這些都可以海水里提取。原因是行發(fā)動機的消耗量太大，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。原著小說里沒細說行星發(fā)動機的結構只提到它的高度達到了 11 公里，底部直徑達 50 公里。一輛輛卡車從進料口將石頭倒進，發(fā)動機頂上的噴口會上噴出巨大的等離子噴。電影《流浪地球》和流浪地球 2》卻在銀幕上再現了這些巨大大禹發(fā)機，而且細節(jié)滿滿。筆推測，行星發(fā)動機應該自現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)動機 |?電影海報即使是門檻較低的氚聚變，也需要苛刻的件。這是因為原子核都正電，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這么短的距離上產生巨的排斥力。要想克服這排斥力，需要極高的溫才行。在地球上實現氘聚變，需要大約 1 億℃的高溫，甚至比太陽心還要高。太陽中心溫僅 1500 萬℃左右，它能實現聚變是鬼國為心的壓力特別高，質量特別大，即使溫度低導聚變發(fā)生概率低，但其大的質量使得聚變總功依舊很大。在 1 億℃的高溫下，沒有哪種物還能保持固態(tài)，都變成等離子體，也沒有哪種料制成的容器能夠裝下些等離子體，所以需要磁場來約束，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)形的真空室內進聚變。目前正在建設的際熱核試驗堆 ITER 就是一個托克馬克，能夠實?因為聚變產生能量是入能量的 10 倍，但現在還沒有哪個可控核變裝置能實現核聚變能的持續(xù)輸出。建造中的際熱核試驗堆 |?ITER假如行星發(fā)動機實現了持續(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化為等子噴流的動量。現在的克馬克裝置真空室內的料密度很低，即使溫度到上億度，壓力也不高目前最高的也只有 2.05 個大氣壓。就這點兒壓力，想要豪彘生行星動機那樣的高速噴流，不可能的?！读骼说厍?2》電影海報所以行星發(fā)動機必須要實現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，需要超乎想象強大磁場，還不能讓進和噴流破壞等離子體的定性。這個難度，以現的科技能力是想都不敢的，也許未來的人類能做到。但這種硅核聚變真的能在地球上實現嗎重核聚變考慮到行星發(fā)機燒的是石頭，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為原子序數越大，攜的電荷越大，排斥力也越強。在太陽內部 1500 萬℃就可以發(fā)生氫核聚變，甚至狕可以更，但要發(fā)生氦閃，也就從三個氦 4 聚變成一個碳 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。對于現實中的太陽來說，這一條至少還需要幾十億年才達成，所以不用擔心會《流浪地球》的設定那，100 年內就迎來太陽氦閃危機。麈要發(fā)生個硅原子核（14 個質子 + 14 個中子）的聚變，電荷之間的左傳力要比氦聚變大得多，以想象會有多難。比硅原子序數小得多的兩個原子核（8 個質子 + 8 個中子）直接聚變，需要 15 億℃的高溫和每立方米 1000 萬噸的高密度才行。要實現兩個硅原鳳鳥核的聚需要多高的條件，這方的文獻較少，有文章說要 30 億℃，倒是一種合理的推測。因此就是在恒星內部，從硅原核再向更重核的聚變也是簡單地把兩個硅核加來，而是要不斷地吸收 4 原子核，每吸收一次增加 2 個原子序數，一共進行 7 次加法，才能聚變到鎳 56 原子核。這個原子核很穩(wěn)定，會很快衰變成鈷 56，再衰變成穩(wěn)定的鐵 56（26 個質子 + 30 個中子）。大質量恒星內部聚變形成 56 的過程但這樣的過程我們的太陽是實現了的，需要質量超過太 8 倍的恒星，才能最終產生鐵 56。也就是說，流浪地球中的行星動機，需要模擬比太陽要大幾倍的大質量恒星部環(huán)境，才有可能燃燒石頭”，實現硅的聚變但問題是，地球上沒有么多氦，氦氣資源一直稀缺的，可不像石頭那好找。所以，行星發(fā)動必須得實現 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。這個條件，你得在地球上能實現嗎？算假設它真能實現，接來還會迎來一盆冷水，就是 —— 從硅聚變成鐵，并不能釋放出很多量！這是因為，原子核比結合能不同。比結合是把一個原子核完全拆成核子，平均每個核子要的能量。比結合能越，說明原子核越穩(wěn)定。同原子核的比結合能從或者氘氚聚變成氦 4，比結合能增長極快，因釋放的能量非常多，但氦 4 再一路向上聚變到鐵 56，比結合能增長很慢，釋放的能量很限。為了這部分有限的量去實現大質量恒星核處那樣的極端條件，就真能夠做到，恐怕也得償失。核爆月球說完了燒石頭”的行星發(fā)動機再來聊聊《流浪地球 2》中的炸毀月球。這個洞開得實在是大，令人得不佩服編劇的想象力畢竟原著小說中只是推了月球而沒有把它炸掉但要炸碎月球，僅靠 3614 枚核彈顯然是不夠的。電鳥山中也提到，些核彈爆炸產生的能量只有摧毀月球所需能量 10 億分之一。因為月球雖然比地球小虢山多卻仍然很大，直徑達到 3476 公里。即使有上萬枚核彈，對月球來也只是撓撓癢癢，激起片塵埃而已。所以電影的設定是，把這些核彈置在一座巨大的環(huán)形山組成陣列，通過精確引核彈陣列，引發(fā)月球核的聚變，繼而炸毀月球引爆月球 | 《流浪地球 2》預告片截圖這些核彈只起到一個“扳猩猩或“引信”的作用，有兒像氫彈的原理：即用顆原子彈來充當引信，發(fā)氘氚的聚變。但氫彈引爆過程中，原子彈并是直接靠高溫來引發(fā)聚，而是利用爆炸時產生 X 射線來壓縮加熱聚變燃料，從而荀子到核聚條件。月球外殼主要也石頭構成，不利于 X 射線的傳播，所以筆者測可能是想用核爆產生沖擊波，實現對月球中點的瞬間壓縮，來引發(fā)核聚變。推理到這兒，切都還算合理，但接下就離譜了。因為月球和球一樣，擁有一個鐵核即月核的主要成分是鐵 56。前面說過月球的體積并不算小，比刑天王星大，所以它的內部會發(fā)元素的分異。在月球誕初期，內部物質處于熔狀態(tài)，因此重的物質不下沉，輕的物質不斷上。由于鐵等金屬類物質較重，它們會逐漸向中“下沉”形成金屬內核主要是鐵，還有少量的和鎳。月球內部結構鐵 56 在宇宙中的名聲極為響亮，它的比相柳合能高，結構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)瞬間大質巴國恒星外殼向內縮撞擊內核時，或者是顆中子星合并時。地球比鐵原子序數更高的元，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，以特別特別小的概，使某個點上的一丟丟 56 發(fā)生了聚變，由于這種聚變是吸能孟極應也不會產生猛烈的爆炸核爆沖擊波的能量直接給吸收了。有人說，月聚變也可以看作是超新爆發(fā)，因為超新星爆發(fā)也有鐵核。這種想法是錯特錯的。超新星是大量恒星在壽命末期的一大爆炸，爆發(fā)原因并不因為鐵核聚變，恰恰是于大質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)的能量來源是恒星身的引力勢能，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，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：實在是做不呀！話又說回來，《流地球 2》作為一部科幻電影，就是需要腦洞超的想象力，科學上有一不合理的地方在所難免只要能滿足劇情需要，動劇情發(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仍然致盎然，看完了還意猶盡，絕對稱得上是科幻影的巔峰之作了。不多了，這就二刷去了！本來自微信公眾號：果殼 （ID：Guokr42），作者：人馬座 A