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一个原子彻底转换成能量,能让一辆电动车跑多远?

虽然轿车的普及率现已很高,但大部分朋友仍是会备一辆电动车,当然这儿说的电动车指的是电动自行车,一般的咱们大约2-3年替换一次电瓶,这是由于电动车用的是铅酸电池,它的储能功能并不是特别好,但日常代步肯定不是问题!不过真实的电动车也相同,不光时刻长了电池衰减,并且还对温度灵敏,冬季电池就用不久!

一百多年前爱因斯坦宣布狭义相对论时就给出了一个质能方程的推导,质量和能量彻底等价的!电池贮存的也是能量,那么将一颗原子彻底转化成能量,能让一辆电动车跑多远呢?电动车装上核电池是否有或许呢?

原子怎样转化成能量?它蕴含了多少能量?

将原子转化成能量,质能方程写得很简单:e=mc?,即可将质量彻底转化成能量,但这个方法连理论上都不建立,仅仅一个数学游戏,因而有必要从实践的视点动身,来考虑下一颗原子要怎么转化成能量!

一颗原子不可,那么要几颗?

轻原子的话至少要两颗,正反粒子的话也要两颗,如果是重原子的话,至少要一个重原子和一颗热中子!轻原子能够经过聚变,让两颗原子结组成一颗新的原子,在这个进程中会发生质量亏本,而能量就来自于这一点点改变的质量!

第二种方法运用正反粒子,比方质子与反质子,那么在相遇的一会儿就会湮灭,两颗质子的质量将彻底转变成能量,一点质量都不会剩余,这种功率是极高的!

第三种则是重原子裂变,比方铀-235的原子,它需求被热中子碰击后才干发生裂变,但一个原子的尺度极小,所以要瞄得很准才干够,但一般情况下都是一大块铀被热中子碰击,才干确保中子不从原子中的巨大空间中溜走,所以确保中子不跑出去的大块铀质量,便是临界质量。

挑选什么原子比较适宜?

如果是聚变的话,那么氘原子和氚原子比较适宜,虽然铁之前的元素都能聚变,但关于人类而言,仍是氢原子稍稍简单点,但氢有三种同位素,氕原子聚变实在太困难了,即便在太阳内部,也只要十亿分之一的概率,让氕原子聚变称氘原子,然后氘原子再和氕原子聚变,已完结质子链反应的第二步。

但关于人类来说,氕氘聚变仍是太难了,有必要要氘氚聚变简单点,但氚自然界中痕量,只能中子炮击锂-6来现场出产,氢弹便是这么干的!

质子链反应

如果是正反粒子湮灭的话,估量质子和反质子还能将就一下,2007年6月美国费米实验室用了将近一个月时刻出产了10^14个反质子,大约需求6×10^23个反质子才一克,大约就0.12纳克,实在太不幸了!不过总算是有能够核算实践根底了!而反质子由于带负电荷,所以仍是能够被磁场束缚的,比方彭宁离子阱,因而也就有了操控的根底!

裂变的话上文现已说过了,但三者中能彻底将质量转化成能量的只要正反物质湮灭,由于聚变大约只要0.7%的质量转化成能量,而裂变则更少,只要0.0946%左右,那么两个正反质子湮灭能发生多少能量呢?

一个质子的质量为:1.672621637e-27千克

质能转化公式为:e=mc?,所以核算后

3.0e-10J,如果是一个的话那便是1.5e-10J

电动车的电机最少也是300瓦起,满功率状态下它一秒钟就要耗费300焦耳,相当于1,995,639,715,714.6个质子彻底转化的能量,大约便是:2万亿个,

有没有把你给吓到了?

不过一克氢就有597,863,843,130,471,234,003,294,195个质子

也便是五十九亿亿亿个质子,怎样样,许多吧!

但一个质子的能量底子不足以推进电动车,乃至连钥匙翻开闪一下液晶屏都不可。

核电池那么优异,为什么还不装到电动车上?

前文说了那么多,其实便是废话,无论是聚变仍是湮灭,又或许是裂变都不实践,现在仅有能小型化投入有用的电池是核电池!这种使用放射性衰变开释能量的电池,寿数那是一个字:久,并且久到你置疑人生!

旅行者的核电池

比方旅行者系列带出去的核电池,飞翔43年,还能支撑好几个设备作业呢,虽然一号现在现已无法回音了,但不带任何信息的噪音仍是能一点点的,在根本失效之前,大约作业了三十几年!请问谁家的电池有那么牛逼啊!

一般核电池有如下几种:

1、直接充电式核电池:使用放射源发射的带电粒子来发生电势差,比方α粒子或许电子等

2、气体电离式核电池和辐射伏特效应能量转化核电池:使用其发射的粒子束对介质的电离作用来发生电势

3、荧光体光电式核电池:使用其发射射线诱发荧光物质发光后经过光电转化成电能

4、热致光电式核电池、温差式核电池和热机转化电池:使用放射源发生的热能来完成能量转化。

微型大都是直接充电式核电池,电压高,电流低,而温差式则是电压大电流电池,体积比较大,但供给的电流也比较大,仅仅本钱不是一般的高,绝不是电动车所能用得起的!不过《火星救援》中马特达蒙拿来放在火星车里取暖!

比方美一叫做NDB的公司,听说还正在研发能作业几百年乃至几万年的纳米金刚石电池,并且听说还能白菜价,当然咱们不接受那大忽悠,但核电池经用还真是现实,便是本钱有点高,比方氧化钚电池,那个钚贵的有点离谱,听说是千万美元一千克等级,这谁用得起呢?

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