核核碰撞的實驗裝置

㈠ 人造一個小太陽——受控熱核聚變反應裝置

自科學家在1938年揭開了太陽能是氫在高溫下發生核聚變產生的奧秘以來，美國、前蘇聯、中國成功地爆炸了氫彈,證明氫在熱核聚變下確實具有驚人的能量。但氫彈的爆炸只能造成破壞，因為它的能量是在一瞬間通通釋放出來的。能不能讓氫彈中產生的熱核聚變過程得到控制,使能量按人的需要一點一點地釋放出來呢？如果能做到這一點,就等於在地球上能造出許多小太陽，讓它們不斷發光發熱和發電。這個設想成為世界上許多科學家的共識,並決心努力把這個設想變成現實。

1991年11月9日，從英國牛津郡的卡勒姆聯合歐洲核聚變實驗室傳出一個震驚世界的消息:在這個實驗室的科學家們首次用氫的同位素氘和氚製成混合燃料，成功地實現了受控制的核聚變反應，第一次用熱核聚變的方法產生了大約1.7兆瓦的電力。這一重大的突破性進展,使人類利用核聚變能量的設想有了光明的前景。因此，這一事件被我國發行量最大的雜志《半月談》推舉為1991國際事件中的第九件。

還是在1990年12月底,美國、日本、歐共體和前蘇聯的四個科研小組就聯合起來,在英國牛津鄉村地區的卡勒姆實驗所,建造了一座供試驗用的國際熱核聚變實驗反應堆。這個反應堆是一個像 汽車 輪胎一樣的環形裝置,科學家們在這個環形裝置內注入氫的同位素氘、氚等燃料,然後把它們加熱到幾億攝氏度的高溫,使氫氣的原子分裂成電子和原子核(稱等離子體),就像太陽上的氫氣在高溫下分裂的情況一樣。然後，這些氫原子核在高溫下相互碰撞聚變成氦原子並釋放出巨大的能量。由於氫氣分裂後的氫等離子體溫度太高,會把任何東西都熔化掉,因此在環形裝置的空間內加了一個巨大的磁場，這個磁場可以把高溫等離子體封閉並懸浮起來，不讓等離子體挨近環形裝置的任何零部件,避免了使環形裝置等受到高溫的損壞。

在這樣的條件下，人們就可考慮將氫原子聚變時釋放的能量用來發電。1991年11月9日的熱核聚變試驗的成功,雖然持續時間僅2秒鍾,溫度則達到了2億攝氏度,釋放的能量達2億瓦,產生了約1.7兆瓦的電力。這意味著,人類嚮往的受控熱核聚變獲得了初步成功。

這次試驗的意義之所以特別重大,是因為它使用的燃料是氫的同位素氘和氚,它們比原子能反應堆用的鈾燃料容易生產得多,而且沒有放射性污染。尤其是氘，是天然存在的元素,可以從海水中提取,它的資源很豐富，地球上僅海水中就有45萬億,而0.03克氘通過核聚變反應就能釋放出相當於300千克汽油的能量。現在生產1千克鈾燃料需要12000美元,而生產1千克氘只需300美元。

目前世界上還只有兩個能用氘、氚進行熱核聚變反應的裝置,一個是前面已提到的英國牛津郡的卡勒姆聯合歐洲核聚變環形裝置，另一個是美國普林斯頓大學的托卡馬克核聚變試驗裝置。但美國的這個裝置至今還沒有獲得像英國的裝置的成功。不過可以預料，人類在地球上製造「小太陽」產生受控制的熱核聚變能的日子為期不遠了。

㈡ 1919年科學家盧瑟福用氦原子核轟擊氮原子核,他如何做到的呢

△年，盧瑟福做了用α粒子轟擊氮核的實驗。他從氮核中打出的一種粒子，並測定了它的電荷與質量，它的電荷量為一個單位，質量也為一個單位，盧瑟福將其命名為質子。

△盧瑟福發現了原子核，建立了原子的「核式模型」，或稱「行星模型」。其α粒子散射實驗過程如下：

1911年，英國著名物理學家，被稱為近代原子核物理學之父的盧瑟福（ErnestRutherford）等人，用一束帶正電的、質量比電子大得多的高速α粒子轟擊金箔。他們預期，α粒子會毫不費力地擊穿那些「西瓜」，順利到達對面的金屬板上。結果卻發現：大多數α粒子能穿過金箔，且不改變原來的前進方向，但也有一小部分改變了原來的方向，甚至有極少數的α粒子被反彈了回來。實驗表明：①絕大多數粒子不偏移→原子內部絕大部分是「空」的；②少數粒子發生較大偏轉→原子內部有「核」存在；③極少數粒子被彈回→作用力很大；質量很大；電量集中。於是，盧瑟福提出含核原子結構模型。主要觀點是：

（1）每一個原子都有一個體積極小、極密實的核；

（2）原子核佔有全部正電荷和幾乎全部的原子質量；

（3）原子核被一個體積很大幾乎什麼也沒有的空間包圍著；

（4）原子核外的空間里極稀疏地散布著電子，其總電荷數恰好與原子核中的正電荷相等；

（5）電子圍繞帶正電的原子核隨意轉動。

盧瑟福的實驗裝置圖和結果剖析圖如下：

㈢ 自然界的物是怎樣形成的 請根據模擬實驗推測大自然中物的形成原因

自然界中的物質形成是一個復雜的過程，涉及到物質的組合、化學反應和物理變化等多個因素。在科學界中，有多種理論和假設來解釋物質形成的過程，但目前還沒有完全被證實的標准模型。
然而，通過模擬實驗可以提供一些關於自然界物質形成的推測。例如，在實驗室中可以使用化學反應、核反應或高能粒子碰撞等方式來模擬自然界中物質形成的過程。
一種著名鎮耐的模擬實驗是大型強子對撞機（LHC），它是歐洲核子研究組織（CERN）建造的一種實驗裝置。LHC使用兩個高能束流相撞，產生非常高的能量和密度，從而模擬宇宙大爆炸時期的條件。這些高能碰撞會導致新的基本粒子的產生，例如誇克和輕子，這些粒子最終會形成原子和分子等更復雜的物質結構。
此外，化學實驗也可以模擬自然界中物質形成的過程。例如，通過在實驗室中合成有機分子御棗春，可以研究這些分子是如何形成的。同時，還可以研究這些分子在特定條件下如何組合成更復雜的化合物，從而更好地理解自然界中生命的起源。
綜上所述，模擬實驗提供了一種探索自然界物質形成的方法，通過這些實驗可以推測出岩告一些關於物質形成的原因和機制，為理解自然界提供了有價值的線索。