正反物质湮灭装置有哪些用途?
发布网友
发布时间：2022-04-29 07:46
共1个回答
热心网友
时间：2022-06-21 07:25
美国1983年就开始研制反物质弹1983年，美国兰德公司耗资200万美元为美国空军进行了一项生产10万亿个反质子/秒的技术的可行性研究和使用该技术制造“质子*”的可行性研究。
美*方秘密研制以反物质作为弹药的“质子*”已经有25年，总投入超过600亿美元。1989年7月，欧洲核物理组织首次“捕获”到反质子，其生成率达1000万个反质子/秒，但由于试验条件还不够稳定，反质子仅保持约10分钟。
光明前景：反物质的三大用途光速火箭的燃料：正反物质湮灭装置可以把火箭的速度提高到10000公里/秒，甚至接近光速。例如：1000克正反物质与一面质量为1000克的巨大反射镜相对放置，整个装置处于相对静止状态。如果1000克正反物质突然发生湮灭，那么将向同一个方向以光速喷射等效总质量为1000克的光子。根据动量守恒定理可知，相对放置的那一个质量为1000克的巨大反射镜也将以光速向相反方向运动。
能量发生器：正反物质湮灭装置可以作为各种系统的超小型和超轻型高能量发生器，还可以作为各种聚变型核弹的起爆器，而且聚焦湮灭产生的光辐射形成的光束比激光光束更好用。10万亿个“质子-反质子”对发生湮灭将释放3000焦耳的能量，而10万亿个“质子-反质子”对的质量不到百亿分之一克。每百万分之一克的反质子与质子发生湮灭后释放的能量相当于37.8千克的TNT炸药。
环保的当量可任意调节的反物质弹：反物质弹湮灭反应最大优点就是能量密度极大且易于点燃，不像原子弹裂变反应那样要求临界质量，也不像氢弹聚变反应那样要求起始的点火温度。1克反质子与质子发生湮灭就是3.78万吨TNT当量。反物质弹的当量可以从310－10焦耳到1万亿吨TNT当量，甚至无限大之间任意调节。三颗反物质弹就可以确保灭亡全人类，确保生存的难度将越来越大。实际上，反物质弹可以直接摧毁一颗大行星，是名符其实的星球*。
物理基础：正反物质湮灭物质和反物质发生湮灭，其质量将全部转化为光辐射的能量。按照能量=质量光速的平方，质子和反质子的质量均为1.672623110－27千克，光速C为299792458米/秒。一个质子和一个反质子发生湮灭，释放的能量为一个质子和一个反质子发生湮灭将释放310－10焦耳的能量。
1个中子击中1个铀235原子核发生裂变反应可以释放出210兆电子伏的能量，即3.3645973210－11焦耳。1个中子和1个铀235原子核的总质量是一个质子和一个反质子总质量的118倍，即相同质量的湮灭反应释放的能量大约是裂变反应的1054倍。
2个氘原子核发生聚变反应可以释放出4.04兆电子伏的能量，即6.47284436810－13焦耳。1个氘原子核和1个氚原子核发生聚变反应可以释放出17.58兆电子伏的能量，即2.816648613610－12焦耳。1个氘原子核和1个氚原子核的总质量是一个质子和一个反质子总质量的2.5倍，即相同质量的湮灭反应释放的能量大约是聚变反应的266倍。
聚变反应约是裂变反应的4倍，而湮灭反应是裂变反应的1054倍。因此，反物质弹可以成为比原子弹厉害1054倍，比氢弹厉害266倍的超级大规模杀伤武器。
创新思维：三颗反物质弹瞬间灭亡全人类原子弹和氢弹通过光辐射、核辐射、冲击波和核辐射降下灰四大杀伤因素直接杀伤人类，并可造成核冬天继续杀伤人类。通过计算可以知道，至少需要30枚5000万吨当量的氢弹同时在适当的位置和高度爆炸才能在瞬间灭亡全人类。根据开普勒第三定律可计算出地球同步轨道距地心约42241千米，距赤道约35786公里，线速度的大小约为3.1公里/秒。根据几何知识可知，如果把三颗同步卫星，相隔120度均匀分布，那么卫星发射的直线电磁波就能覆盖全球绝大多数有人居住的区域（除两极以外）。通过计算可以知道，制造三颗反物质弹，每颗反物质弹填装13.227千克“质子-反质子”对，即质子和反质子各6.6135千克。把三颗反物质弹送到35786公里的地球同步轨道，相隔120度均匀分布，同时引爆。
那么，三颗反物质弹释放的超强光辐射将在瞬间照射到全球绝大多数有人居住的区域：被光辐射直接照射到的人类立即死亡；城市、村镇和树林在瞬间被点燃，整个人类文明陷入一片火海；整个大气层的温度急剧上升，谁能呼吸100摄氏度以上的高温空气而不死亡；江河湖海里的水急剧蒸发的同时冰川急剧融化，海平面快速上升的同时有的江河湖泊却干涸了；…整个人类文明就在那瞬间的闪光之后灭亡了。
防患未然：禁止反物质弹的研发如果装填的不是13.227千克而是13吨，那么整个地球表面的岩石都将融化。如果把三颗反物质弹埋到地下3189公里处（地球赤道处的半径约6378公里），那么整个地球都将被炸裂。既然可以禁止使用生物和化学武器，那么也可以禁止研发反物质弹。实际上，禁止反物质弹的研发是不可能的。人类只能从原子弹的恐惧中迈向氢弹的恐怖，再迈向反物质弹的毁灭！
