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金屬氫,常規(guī)材料中的“核武器”

2019-12-03 08:46 作者:瀚海狼山  | 我要投稿



氫是最簡單的元素,一般只有一個質子和一個電子。因為宇宙中單獨的質子和單獨的電子都很難組成穩(wěn)定的物質。因此氫原子可以看做宇宙冷卻降溫后第一種成型的物質。地球上的游離態(tài)的氫含量不多,但是可觀測宇宙中被認為75%以上物質仍然是氫。太陽中的物質則80%為氫。因此氫仍然是宇宙物質中最多的。地球雖然含游離態(tài)的氫很少,但是地球表面有大量的水。簡單的電解水就可以獲得大量的氫。氫在地球表面的常溫常壓下是一種非常輕的氣體。過去經常用來充兒童玩耍的氣球。但是氫氣很容易爆炸。因此這種氣球算是危險玩具。氫氣在低溫下可以變成液體;在溫度降到零下259℃時即為固體。固體氫和稀粥的狀態(tài)差不多。但是這個溫度已經極低,距離零下273攝氏度的絕對零度已經只差14攝氏度。

人類總是有好奇心的。于是有人把稀粥一樣的固體氫,再加上幾百萬個大氣壓,看看會成為什么樣子。于是美國一個大學2017年宣布他們在全球首創(chuàng)了金屬氫。氫在金屬狀態(tài)下,氫氣分子將分裂成單個氫原子,并使電子能夠自由運動。在金屬氫中,氫分子鍵斷裂,分子內受束縛的電子被擠壓成公有電子。這種電子的自由運動,使金屬氫具有了導電的特性。因此,把氫制成金屬,關鍵就是把電子從原子的束縛下解放出來,把共價鍵轉變?yōu)榻饘冁I。正是因為電子鍵的變化,讓金屬氫成為一種罕見的高儲能現(xiàn)代材料。這種材料有多強大呢?要遠遠超過目前人類已經發(fā)明出來的任何常規(guī)炸藥。常規(guī)炸藥爆炸的能量其實也是來源于炸藥材料在原子之間相互反應時,化學鍵斷裂和重組而帶來的能量釋放。而由于金屬氫的化學鍵,



比任何其他材料的化學鍵都單純,而且反應的比例更高,因此金屬氫爆炸在單位時間內釋放的能量比任何常規(guī)炸藥都高。尤其體現(xiàn)在爆炸的速度上。例如最常見的TNT炸藥,也就是三硝基甲苯的爆速在每秒7800米左右,基本接近第一宇宙速度。而更高級的黑索金炸藥的爆速在每秒8500米左右。這幾年比較火的氮陰離子鹽,被認為爆速首次達到了15000米每秒,已經超過第二宇宙速度。而金屬氫的爆炸速度則可以高達24000米每秒。這個速度是地球上任何其他常規(guī)爆炸都做不到的。這種爆速之下,等于可以用一枚裝金屬氫的手雷,炸毀一艘航母都不再是幻想。當然金屬氫不但可以單純做炸藥。如果可以讓其穩(wěn)定的燃燒,還可以作為火箭的推進劑??蓪崿F(xiàn)過去不敢想象的單級火箭就可以入軌。而目前人類現(xiàn)役最強大的火箭,也必須要2級或者2級以上才能入軌。



美國的某知名大學宣布自己在全球首創(chuàng)了金屬氫實物不久,又宣布因為試驗操作失誤,導致唯一的金屬氫樣本自己蒸發(fā)了。而這些實物很少有其他人見證過。因此很多人懷疑這是美國人在玩忽悠騙科研經費。不過這幾天,誰誰家的某科研機構,真的批量制造出了金屬氫。在瀚海狼山看來。由美國人最早出設想,誰誰家來實現(xiàn)現(xiàn)實技術突破的時代,才剛剛開始。


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