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小行星 大气层 爆炸一颗直小行星 天体,它首先穿越地球那厚达上千公里的大气层,然后,直奔地面而来.在穿越的过程中,受大气

来源:学生作业帮 编辑:作业帮 分类:物理作业 时间:2024/05/09 05:07:14
小行星 大气层 爆炸

颗直小行星 天体,它首
先穿越地球那厚达上千公里
的大气层,然后,直奔地面而来.
在穿越的过程中,受大气层中
的强气压的影响,激烈的摩擦
使表面非常灼热 有没有可能引起小行星里的物质发生核聚变/裂变?
我知道有一种小型星体的核心是冰,不知道这种核心对爆炸有没有特别影响。还有星体与大气摩擦的接触面有没有可能产生极大的一层高温高压促进爆炸 列如 俄罗斯的 通古斯 大爆炸
别说是摩擦产生的热量,就是撞击产生的热量也远远达不到聚变条件.小行星摩擦时的热量一般在2万度左右,撞击时产生的热量一般也只在4万度以内.
核聚变所需的条件不仅与温度相关,也与压力和聚变物质有关.先说压力,物质的压力越大,聚变所需的温度就越低,太阳内核处于极高的压力状态下,因此它只需要1500万度就能引发氢聚变.但如果想要在地球上制造稳定的可控核聚变装置(例如聚变发电站),因为地球上无法提供像太阳内核那样的压力,因此就需要将氢加热到上亿度的高温.这种温度要求远远超过陨石撞击产生的热量.
其次核聚变条件还与聚变物质有关.氢是最容易发生聚变的物质,而小行星的物质通常为硅、钙、铁和重元素的氧化物.这些元素聚变要求非常高,在恒星中聚变这些物质需要几十亿度的高温,铁聚变则需要超新星级别的能量(上千亿度).
所以结论就是,小行星撞击要想产生核聚变根本毫无可能.
PS:小行星的爆炸能量主要源于动能的释放,因为它无法触发核反应.所以它的成分至多只能影响它的质量,当然小行星质量越大,撞击释放的能量也就越大.不过小行星的撞击都是造成爆炸性破坏(也可能会产生高温有毒物质),即便是冰撞上来也不会有什么不同.
有些结构比较脆弱的小行星(例如冰和碎石组成的)受到高温就会在空中解体,通古斯大爆炸很有可能是这种情况.通古斯大爆炸很可能是一颗比小行星大得多的彗星引发的,彗星的结构也是碎石和冰块.所以它很可能在空中解体,当然彗星因为质量和体积比小行星大得多,所以它即便在空中解体也能释放出极大的能量.
再问: 但俄罗斯这次爆炸的威力 与爆炸形式和过程怎么看都是连锁反应到分子级以上才能出现的现象(大一点点碎片都没有)。
再答: 小行星冲入大气层时会产生极高的温度(上万度),在这样的高温下分子键会瞬间断裂,整个小行星中的大部分结构会被汽化成熔岩蒸汽。蒸汽很容易分散,因此高温下小行星很容易在空中炸裂。而上万度的温度足以汽化地球上的一切物质,所以被汽化的小行星自然没有碎片(或者很少碎片),大多数熔岩蒸汽在空中遇冷后会冷却成粉尘一样的物质,是看不到的。 俄罗斯这次陨石爆炸威力相当于20颗广岛原子弹,但这比起核反应所需的能量是很微不足道的。你可以用动能公式简单的估算一下这颗小行星有多少动能。即便是灭绝恐龙的那颗小行星(撞击威力超过50亿颗广岛原子弹),也不会在小行星上触发核聚变。因为核反应必须将能量高度集中在原子核的内部,而小行星撞击地球时,虽然释放出极大的能量,但能量会分散到不同的原子核中,平均每个原子核得到的能量极小,不足以触发核聚变。 PS:小行星/行星级别的撞击触发核聚变是不可能的,但宇宙中有这么一种想象,两颗白矮星相撞会猛烈的触发碳核聚变,两颗白矮星都会爆炸成为超新星。