太陽能的源泉

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太陽能的源泉

光輝燦爛的太陽，一刻不停地發射着極大的能量。太陽輻射的總額是3.8×10spanclass="top"26/span焦耳/秒，或1.21×10spanclass="top"34/span焦耳/年。太陽的壽命長達幾十億年，在它的「一生」中要貢獻出何等浩大的能量啊！1克優質煤完全燒掉，只能放出8.36千焦的熱。如果整個太陽是一大團煤球，它按目前的功率發射能量，那麼不到1500年，太陽就燒得精光了。太陽的能量是如何產生的？這是太陽物理學的一個重大問題。

太陽能源探索經歷了一個漫長的途程。曾經提出過流星學說，即大量流星墜落到太陽上，由摩擦生熱而燃燒。但是計算表明，這樣得到的能量太少了。這個說法很早已被揚棄。後來又有人提出收縮學說，即太陽不斷在縮小，位能減少，熱能增加。假定太陽本來至少有現在太陽系那樣大，那麼由收縮而釋放能量，頂多只能維持5千萬年。這比起由地質和古生物探索得出的地球年齡還小100倍。此外，用天然放射性來說明太陽能源，也以失敗而告終。

一直到相對論問世後，這一難題才得到比較可靠的解決。根據相對理論，通過原子核反應，質量可能轉化為能量。按照愛因斯坦的公式：能量E=mc2，m表示質量，c表示光速。由此公式不難算出，一克質量可以變成9×10spanclass="top"13/span焦耳的能量，這相當於1萬噸煤全部燃燒所放出的熱量。既然太陽是一個擁有2×10spanclass="top"33/span克質量的龐然大物，它可以算是取之難盡，用之不竭的能源了。

在什麼場合下，質量才能變成為能量呢？要說明這個問題，讓我們作一點歷史回顧。早在1895年，法國物理學家貝克勒耳發現了鈾（U)的放射性。鈾礦石發出的輻射可以穿透紙張和金屬片，並使照相底片感光。後來居里夫婦經過繁重的實驗和辛勤的探索，發現了釙（Po）、鐳（na）等放射性元素。它們在不斷蛻變的過程中發射出能量和粒子流。例如鐳放出。射線（即氦原子核）、射線（即電子）和射線（與X射線相似，是波長更短的輻射）。這些蛻變都是自然而然地進行的，人們既不能阻止它，也無法促進它。但到了20世紀上半期，物理學工作者實驗室里用加速器等工具實現人工的核反應。通過核反應，可以使一種物質轉變成另一種物質，並獲得大量的能量。在一定意義上說，中世紀鍊金術土夢寐以求的「點石成金」終於實現了。人類開始掌握原子核能，並建立了一整套核反應的理論。

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