【核太空時代60年】
#Nuclearforspace #太空時代沒有非核家園
1961年6月29日,John Hopkins大學應用物理實驗室發射了一顆美軍導航衛星 Transit IV-A,身上裝有鈽238放射性同位素熱電機,可產生 2.7 瓦的電力,雖然這樣的電力只能點亮一顆LED燈泡,但Transit IV-A的出現替NASA以核動力執行任務奠定了基礎,也宣告核能技術應用於太空探索的時代正式來臨,60年來, NASA - National Aeronautics and Space Administration 的探測器在核能驅動下,足跡已擴大到整個太陽系。
大家可以透過下方影片回顧這段驚奇之旅
★為什麼是核能
在太空中,能提供長期穩定電力只有兩種實用的方式:來自太陽或核衰變產生的熱能。隨著任務離太陽愈來愈遠,進入木星、土星等昏暗、多塵埃的環境,太陽能供給的電力不穩,如果沒有核能,任務將難以執行。
★早期:放射性同位素動力系統RPS
以鈽238衰變產生的熱能為動力來源,在阿波羅11號登月後,RPS系統替留在月球表面的實驗設備提供動力來源;且自1977年以來,RPS一直替航海者1號與2號、卡西尼—惠更斯號供電,卡西尼的目標是土星及其衛星泰坦。
★現在:火星傳動車身上的核能設備MMRTG
一樣是衰變熱的應用,MMRTG系統功能更多,除了可以長期穩定供電(數十年),衰變產生的熱量還可以來使傳動車的系統維持在正確的工作溫度,幾個月前剛登陸火星的毅力號(perseverance)即配備了它。
★未來:Dragonfly的飛行任務與太空用核分裂反應爐
預計2027年啟程、目標登陸(卡西尼並沒有登陸)土星和泰坦的探測器Dragonfly和火星任務不同,它不是傳動車(rovers),而是飛行器,飛行的耗能極大,飛行器上的電池將由MMRTG系統來充電,並保持機身電子儀器的溫度,因為泰坦表面的溫度極低;此外,NASA也積極與能源部合作開發太空用反應爐Kilopower,將可方便太空人攜帶至月球或火星等地,進行長期的探勘任務
自 1961 年以來,NASA透過美國能源部(DOE)的合作,執行了超過25次攜帶核熱電系統的飛行任務。這也是不知道第幾篇說說能源撰寫關於核能應用於太空的新聞。2021年5月31日台灣正式通過太空發展法,一個選擇拋棄核能的國家如何在充滿核能應用的太空科技當中取得一席之地,我真的非常好奇... 但不管怎樣,未來我們都將可看到更多核能技術應用在太空探索的故事當中。
★NASA 核太空60年報導
https://www.nasa.gov/feature/after-60-years-nuclear-power-for-spaceflight-is-still-tried-and-true
同時也有2部Youtube影片,追蹤數超過100萬的網紅Taiwan Bar,也在其Youtube影片中提到,各位捧油看過《蟻人》第1、2集了嗎?蟻人縮小鑽進人家衣服~博士把大樓縮小變手提箱!? 欸欸~先別走!沒有要爆雷啦~只是想問問各位捧油對於超級英雄電影裡各種超強科技,會覺得電影情節看看就好嗎?如果~有些在科學上可能成真呢?!😲 各種科幻電影的豐富想像,也很可能是現實生活的借鏡或解方,『蟻人怎麼變小』有...
核分裂 實驗 在 Facebook 的精選貼文
【科學家巡禮】原子能之母:邁特納 (Lise Meitner)
今天是Lise Meitner生日。
//莉澤.邁特納:「自由的科學有如自由的呼吸一樣重要。」
“Freie Wissenschaft ist ebenso selbstverständlich wie freies Atmen.” – Lise Meitner//
//莉澤.邁特納 (Lise Meitner, 1878 – 1968) 是奧地利和瑞典藉的原子物理學家。她被稱為原子能之母,因為她是首個解釋核分裂現象的人。20 世紀前半,物理學界剛剛發現核輻射現象 (radioactivity),因此促進了物理學家與化學家的交流和合作。
奧圖.漢 (Otto Hahn) 是一個化學家,邁特納與他一起進行了長達差不多 30 年的核輻射研究。最後,奧圖.漢因為提出原子核分裂而得到了 1944 年諾貝爾化學獎。可是,解釋他的觀測數據的邁特納卻沒有得獎。
由於邁特納是女人,她的學術生涯受過很多歧視。當時的德國大學不准許女性擔任教授,所以奧圖.漢與馬克斯.普朗克 (Max Planck) 要特別為她安排,當奧圖.漢的「研究助手」。事實上,邁特納已在 1906 年於維也納大學 (Universtät Wein) 得到了維也納歷史上第二個女性博士學位 (愛因斯坦亦在同年得到博士學位),早已超越「研究助手」一職。她的指導老師之中有著名的統計力學之父波爾茲曼 (Ludwig Boltzmann)。
由於性別歧視,她只能從後門進入實驗室。更不可理喻的是,她由 1907 年直到 1912 年,都是沒有薪金的。在第一次大戰之中,她加入了奧地利的戰地醫院,當 X 射線部門的護士。
邁特納的猶太身分亦使她在二戰時受迫害,生命受到納粹的威脅。1938 年,她幾經辛苦,危險地逃後瑞典。她與奧圖.漢仍然保持書信形式的合作,使她能夠得知第一手的研究數據。1939 年,她與同為物理學家的侄子奧圖.弗里施 (Otto Frisch) 在滑雪旅程之中得到靈感,使用 E = mc2 解釋了奧圖.漢提供給她的數據。現代原子能發電的核裂變現象 (nuclear fission),就是她命名的。
邁特納與愛因斯坦、居禮夫人等偉大的科學家都是朋友。有說當波耳知道她解釋了核分裂現象的時候,就說:「噢,我們真蠢啊。」是物理大師波耳對她的貢獻的極高讚賞。可惜,因為性別歧視,只有奧圖.漢得到了 1944 年的諾貝爾化學獎。她三次被提名,但都沒有得獎。
邁特納一生未婚,死前移居英國劍橋與侄子同住。她主張和平使用原子能,亦活躍於婦女平權運動。她曾說:
「我愛物理,我很難想像我的生活中沒有物理會怎樣。這是一種非常親密的愛,就好像愛一個對我幫助很多的人一樣。我自己往往自責,但作為一個物理學家,我沒有愧對良心的地方。」
2014 年,柏林洪堡大學 (Humboldt-Universität zu Berlin) 為邁特納豎立了銅像,紀念她對世界的貢獻。
可惜的是,我們在現代仍然看到很多作出歧視行為的人,性別、種族、性取向等等。我很好奇,他們有否一點點感到愧對邁特納、圖靈等,為科學、文明付出一生的科學家?
今天,邁特納在柏林洪堡大學的銅像與普朗克的銅像並列,永垂青史。//
核分裂 實驗 在 余海峯 David . 物理喵 phycat Facebook 的最佳解答
【明報訪問】通識導賞:物理講師看《天能》 路蘭的逆行世界存在嗎?
感謝明報星期日副刊訪問🙇🏻♂️
成個訪問傾咗三個鐘,傾得好開心😆
//港大理學院助理講師、港台《五夜講場》「真係好科學」主持余海峯(David)這陣子常被朋友催促去看基斯杜化路蘭新戲《天能》,「叫我睇完解畀佢哋聽」。戲中羅拔柏迪臣飾演的Neil chok晒咁講時間如何逆行,咩逆熵,咩逆電子理論,聽David解畫後,理清一點點路蘭用科學概念施的戲法,看你會不會同意他的觀後感,「難明其實與物理學無關」?嗱,純學術討論,爛片好片不屬本文討論範圍,只能夠講科學有趣不輸電影,super。
熵是什麼?
將桌面一粒子彈吸上手掌,戲中科學家沒解釋太多未來科技如何做到「逆熵」,只說「不必試着明白,感受就可以了」。主角試了試,似懂非懂明白動作怪異倒帶,就是逆熵,即時間可以倒流。故事簡單而言就是未來的人想用逆熵在他們的「過去」毁滅世界,主角亦利用時光倒流阻止這個圖謀,而他回到過去的方法,是進入旋轉門逆轉時間方向,即像影片倒帶般,逐秒倒回某時間點行動,所以看到鳥倒後飛,也要戴口罩以免吸入逆流氧氣,再入旋轉門的話,就可把時間扭成順向,如常行動,從過去又逐秒回到現在。
停一停,在你的回憶按個pause。David說:「路蘭蠱惑地混淆了觀眾。」
定義時間的方法
物理上如何定義時間?熵是其中一個方法。「熵(entropy)是一個概念,即這個宇宙會愈來愈凌亂,熵代表有幾凌亂,就像我們面前的辦公桌,不執拾會愈來愈亂,而不會愈來愈整齊,有條法則是熵在封閉的系統不會減少,只會增加,所以物理學家說這是時間的箭頭。如我每隔一段時間為辦公桌拍一張照,即使沒表明時間,你也能排列到哪張是先哪張是後,愈亂就是愈後。」
才不是,你會說,我的桌子每天都很整齊。對,這個法則有個前提,是在封閉的系統裏才會愈來愈亂,一旦清潔阿姐開門執房,就是逆熵。難道阿姐已逆行時空?﹗宇宙冷笑一聲,當然不。「她收拾時也有消耗能量,呼吸、消化食物,會變熱能散失,熱能散失的熵(增)是多於收拾房間的熵(降),所以整體對於宇宙而言,熵仍是增加中。」
執房只是局部的逆熵,「生命亦是逆熵的最好證據,生命是高度複雜而有秩序的排列。有人會說達爾文是錯的,物種不會演化,因為生命突然存在,便違反熵增這個物理定律,這聽上去已不太合理,就如執房,以整個系統而言,熵的總和仍是增加,不會減少,如人死後化為塵土,熵亦會增多」。
熵值減少 時間可逆行?
如此,「子彈回頭,人倒轉行,物理上冇話唔得,局部的熵降低,整個宇宙熵增加都沒有問題」。局部逆熵,不代表時間逆行。但如果整個宇宙熵值減少呢?時間理論上便會逆行。在上世紀90年代以前,科學家確曾為此很苦惱。「宇宙大爆炸的理論說宇宙是無中生有,本身連時間空間都不存在,是突然出現的。科學家曾以為宇宙膨脹會減慢,最後會倒過來塌縮,像氣球不吹就會變小。膨脹時東西愈來愈分散,熵便愈來愈高;宇宙收縮,東西會聚集,熵愈來愈低,如果以熵定義時間,就是在未來某一刻,時間會倒轉方向走。」不過科學家後來發現,宇宙膨脹是加速的,永遠不會返轉頭。
終極武器:反物質炸彈
戲中角色Neil隨口提及一堆物理學名詞,睿智說完Richard Feynman的逆電子理論,又說正反電子相撞會導致「湮滅」(annihilation),實際上是兩種概念。先來點科學ABC:物質由各種元素構成,元素的最基本單位是原子,原子由更基本的粒子組成,即中子、質子、電子。中子與質子組成原子核, 電子則圍繞原子核,形成原子。
逆電子理論描述的是「一粒電子順時間向前行,就等於一粒反電子逆時間向後行」。而湮滅就如其名,「一粒正常的粒子,跟反粒子接觸時會湮滅,變成能量」。但要搞清楚,湮滅所形容的與時間逆行無關,「它是講順行的電子與反電子接觸。而我們的世界沒有逆行的反電子,因為這不是路蘭世界」。
電影內常常提及「鈈」與核武,如果要比較毁滅世界的威力,David說,若利用湮滅製造反物質炸彈,「會勁過所有炸彈,包括核彈、氫彈」。正所謂「核爆都唔割」,核彈被視為終極武器,原理是靠核分裂(nuclear fission)產生能量,「將原子分裂後,原子本身一些質量會不見了,碎片加起來會比原本輕,不見了的質量會變成能量,原子彈就靠這些能量造成爆炸」。而另一種威力強勁的氫彈,則相反靠核融合(nuclear fusion)過程中散失的質量取得能量,即前者是分,後者為合。
核分裂要用比鐵更重的元素,核武國常因各自收起幾多鈾起爭端,鈾與鈈都是會被用作製造核武的元素,「二戰掉在日本的兩個核彈,廣島的用鈾,長崎的用鈈」。至於核融合要用比鐵輕的元素,「宇宙有七成以上元素是氫,地球上最多氫是大海」,因此氫就被用來製核融合彈。
製造反物質彈可行嗎?
但核分裂彈,鈾的原子分裂過程只有0.1%質量轉為能量;氫核融合亦有0.7%。如果是湮滅呢?100%。「湮滅可提取的能量是100%,因為兩粒粒子完全消失,即所有質量消失。」
在現實世界,我們與萬物都由正常粒子組成,反粒子並不存在,但有科學家製造過。那豈不是很危險?另一電影《天使與魔鬼》(Angels & Demons)裏湯漢斯救世界,就是制止那一小瓶反物質碰到正常物質,保護梵蒂岡不被炸掉,「反物質不能碰到容器(正常物質)本身,要用磁場定在中間,所以湯漢斯要在容器無電之前找到它,在天空爆炸」。現實中科學家成功製造過反氫原子(由反電子+反質子組成,氫是最輕元素,沒有中子)及在實驗中發現過反氦核,但反粒子碰到空氣(正常粒子組成)都會湮滅,所以要製造殺傷力大的「反物質彈」,在研究如何砌出質量夠大的反物質前,先要解決儲存問題,「人類的科技還不足以抽出所有空氣造成真空」。有沒有國家在研究,就不得而知了。
祖父悖論
假如時光倒流,過去可被改變?
這個悖論好簡單,假設人類真的有時光機,我回去殺了祖父,我便不會存在,那麼又如何會有去殺祖父的我?「科學家爭論已久,如果人類科技夠進步,是否可以發明時光機?」不止祖父悖論,還有費米悖論(Fermi Paradox),「如果真有時光機,為何我們沒見到在時間旅行的人?」David笑言:「至少我一定會回到過去搞搞震,也有陰謀論說是美國政府掩藏這些人,乜都係話美國政府。」
《天能》裏的金句,What's happened, happened,妄圖改變過去是不可能的,這也有科學家猜想過,如物理學家諾維科夫提出的自洽性原則(Novikov self-consistency principle):「發明時光機之後,如何避免祖父悖論?其中一個想法跟路蘭說的一致,設想這個宇宙有安全機制,令已發生的事無論如何都會發生,你拿刀想插阿爺也會突然跣倒。」。但這樣想,除了殺阿爺,你甚至不能回到過去踩碎一塊落葉,每一件已發生的事都不能改變的話,即時光機亦是不可能出現的東西。「如果時空旅行可以存在,而宇宙有機制保護阿爺,這機制亦會同時否定時空旅行的存在。」另外又有另一套講法,「如果允許時光機出現,是像隨意門可以行入去的話,科學家計算出可以開到這個洞,但開的時間非常短,沒可能穿過」。再來一個比較不犯駁的科幻電影路數,便是《復仇者聯盟4:終局之戰》的平行時空了,每改變一個決定,都分裂出另一個時空,回過去殺阿爺會分裂出一個沒有「我」的時空,但與本身那個「我」身處的已非同一時空。
相對論、量子力學 界線在哪裏?
話說回頭,逆電子理論不是說同一粒電子順時向前行,同時就會有反電子逆時向後行?電影彷彿將這個情况放大,放在人身上,拍成主角逆時會見到人倒後行的畫面。不過這種「粒子如何,人也必如何」的聯想,科學上其實未解決。這又回到物理學的千古難題,宏觀描述宇宙運行的相對論與微觀粒子特性的量子力學,至今未有人想到兩者如何能夠相容結合。東西有多細才夠微觀,可用量子力學解釋?多大就會跌入相對論的範疇?沒人知道界線劃在哪,如果說有條明確界線也很奇怪,合理設想應是量子力學的效應會逐漸過度至相對論的世界,反之亦然,但說到底,兩者如何相接還是未解得通的問題。
科學未解的難題,正給予路蘭想像空間創作逆行世界,不過David說,「在我們這樣的大尺度,量子效應不存在,因為每粒粒子有量子效應,加在一起會平均了,數學上計得到平均後便沒有量子效應」。科學家仍在繼續研究多「小」才進入量子力學的世界,「有研究量子論的科學家做實驗,將粒子愈砌愈大粒,看什麼時候才沒有量子效應,發現以60個碳原子砌出來的『足球』(Fullerene)都有量子效應」。
電影有無破綻?
David走出戲院,花了些時間想把情節想通,「複雜是因為戲拍得緊湊,剪接多,沒時間讓人細想。車戰那場很複雜很多人,會去想誰向前誰向後,但物理真係唔關事。好多觀眾看科幻電影覺得自己看不明白,以為是不明白科學,其實明物理都不明齣戲」。例如「未來」的主角倒帶退到過去,駛另一架車至車戰現場,反車、起火,主角被救回後,可入旋轉門再把自己的時間扭回順行,但車的殘骸沒人處理,是否一直留到原地,留到馬路都未起好的過去?「這是不是一個bug呢?」但他好像無意為此「燒腦」,反而滿懷興致與記者研究Inception結局那個陀螺,「有篇文話陀螺其實唔係男主角個圖騰,是他老婆的,他的圖騰是戒指﹗」「吓真係?」「你記唔記得老婆在夢中……」//
核分裂 實驗 在 Taiwan Bar Youtube 的最佳解答
各位捧油看過《蟻人》第1、2集了嗎?蟻人縮小鑽進人家衣服~博士把大樓縮小變手提箱!?
欸欸~先別走!沒有要爆雷啦~只是想問問各位捧油對於超級英雄電影裡各種超強科技,會覺得電影情節看看就好嗎?如果~有些在科學上可能成真呢?!😲
各種科幻電影的豐富想像,也很可能是現實生活的借鏡或解方,『蟻人怎麼變小』有三大關鍵!?
#大家趕快來解片尾的謎題 #黑啤有出現很多次
#感覺不聽藍地老大的話會變科學實驗品 #怕.jpg
#這個AI倒是蠻愛吐槽的 #覺得天書+1
#這種中子減肥法會出人命
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《🔬實驗科學吧》
_臺灣吧2018「大抓周計畫」節目!
將藉由電影或漫畫中,各種超乎尋常又驚奇的劇情,探討是否真的有科學的依據及基礎應用!目標讓您看完後會大喊:『X!我國中理化課這樣上就好了!😭』
EP1-🎥實驗篇:7/25(三) #就是二天後!
EP2-侏羅紀世界:9/3(一)
預告片:https://youtu.be/sFNdA8wxyMk
EP0.5-蟻人量子糾纏:https://youtu.be/p0ntjrzuiDk
特別感謝:LiFe生活化學 提供實驗相關協助、阿滴與HowHow亂入我們的劇本
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核分裂 實驗 在 林辰Buchi Youtube 的最佳解答
哎唷威呀.....這次的影片似乎比較複雜一點,
但這畢竟是要了解我們台灣的真實情況,
只好血淋淋地把它整個攤開了是吧..?
總而言之,就請各位大大將就將就吧(敬禮)
擺的為,
最近台灣發生好多事情,
但從各界捧由們所做的努力來看,
大家似乎對我們的社會議題越來越有共鳴了逆
(而且鬼島猛將還真是濟濟 厲害厲害)
依然希望大家繼續關心無論何種社會議題,
將台灣一點一點的變成我們所喜愛的模樣吧!
報告完畢。
By Buchi
FB:http://www.facebook.com/LinBuchi
BLOG:http://www.wretch.cc/blog/ji3888888
-------------------我是頭好痛分隔線--------------------------
謝謝各路神人指教,
或許內容有誤比喻有錯
但相當感謝神人讓大家能夠越來越清楚事實真相
只要水落石出,被罵也值得... XD
Buchi 6/6
-------------------我是出品分隔線------------------------------
社團法人 【台灣公民媒體文化協會】出品
BLOG: http://taiwancmca.blogspot.tw/
FB: http://ppt.cc/Rewx
------------------我是參考資料分隔線-------------------------
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---------------隱藏式諺語分隔線-------------------
「寧願折斷骨頭,也不能放棄信念。」
---------------隱藏式感謝分隔線-------------------
謝謝吳學展讓我想到一個很重要的東西 XD
核分裂 實驗 在 全國廢核行動平台- 交大物理研究所所長高文芳現在的核能發電廠 的推薦與評價
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