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院士首席专家、科学研究院北京分院院长、中国科技研究交流中心研究员,中国国际经济文化发展研究中心高级研究员。从事国际发展战略策划, 智能远程经济产业发展、资源整合对接、 项目合作、智能技术软件研发、自动化逻辑设计等。发表论文100余篇,获国内国际优秀成果奖40余项,成果与传略入编大型文献百余部,出版专著《系统现代物理与智能科学技术模型》科学出版社,2015,申报国家科技专著基金项目。

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【原创】系统核能:夸克核能与核反应  

2014-07-30 21:19:32|  分类: 高端科学科技 |  标签: |举报 |字号 订阅

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                                                           王汰非

                世界学术成果研究院院士     国际科学研究院首席专家

                               国际科学研究院北京智能云分院院长      

 目前的核反应仅释放出原子核系统核能的0.7%,99.3%的核能潜存在核废料与夸克核能中。因此现有核能是一种极大的浪费。主要是现有理论不足,没有搞清楚系统核能结构及实验机制不完备所致。夸克核为原子核能量集聚区,夸克核结合能原子核系统核能。原子核具有系统核能与系统连锁核反应在核材料与核试验中用原子核反应点火,引爆夸克核连锁反应为原子核系统核反应 

    夸克核理论                   

  夸克核结构

夸克核为原子核集聚区。原子核(核子)运动或加速到临界高阶光速时,原子核(核子)自发演化为夸克核。遵从动力学守恒定

    夸克核具有轻夸克核与重夸克核,类比不同的原子核具有不同的夸克核。   

夸克核基本结构尺度:k = n m         r k = r c / n         t k =  t c n

统一场中n = m k / 0 = r r k = t c / t k ,系统量子数。c ,c为原子核尺度,k ,

r kt k 为夸克核尺度。

    轻夸克核尺度:n =10k =10— 26 kg ~ 10— 25 kg r k =10— 18 m ~ 10— 1t k = 10— 2 6 s ~ 10— 2 5 s

   重夸克核尺度:n = 10 2k =10— 2 kg ~ 10— 23 kg r k =10— 2 0 m~ 10— 1 9 t k =10— 2 8 s ~ 10— 2 7 s根据夸克核模型和微观基础结构分析,夸克在H原子核质子与介子中,空间分布尺度为10 ---1 m -- 1 0 ---1 7 m.质量分布尺度为10 ---2 6 kg -- 10--- 2 4 kg

   夸克核与夸克分布遵从能量矩动量矩守恒夸克在k10 ---1 9 m ~ 10 ---1 7m)力程中具有超强相互作用,通过胶场中的胶子产生超强相互作用 。当夸克之间的距离增大到0 =0.6 ~ 2× 10 ---1 5 m(原子核力程),彼此之间的超强相互作用急剧减小转化为强相互作用,这时具有高能态的夸克在原子核范围转化为被观测的低能态的强子。夸克之间具有极强的相互作用,夸克核具有超强核力。夸克核质量k 小于其结构的夸克质量之和,因此夸克核质量亏损具有结合能反应

         夸克核结构物理机制

 夸克核为原子核高阶光速演化动态模型与现有理论及实验拟合。由夸克核模型提出夸克核聚变与夸克结合能理论,为研发夸克核能具有一定的科学意义。

                               夸克核反应的物理机制

    用高速粒子加速器将原子核(核子)加速到高阶光速达到2 ~ 4个量级n = 10~10 v = 0.9949874c ~  0.9999499c)时原子核质量增加,空间尺度减小,将自发演化为夸克核(见以上尺度)。高阶光速粒子对撞机,当达到足够高的能量(欧洲原子核研究所的粒子碰撞机能量为1700Gev,相当于10— 7 J 重夸克核结合能),夸克核受到入射粒子撞击放出一个或几个夸克,成为另一种夸克核。导致夸克核聚变反应释放出夸克核能。

最近的高能电子对撞中发现,不仅有两喷注(认为是一对正反夸克沿相反方向飞离,最后转化为许多强子)事例。而且还出现了三喷注事例,这第三个喷注被认为是由夸克发射的一个胶子所形成。为此可以研制高阶光速粒子加速器与对撞机为夸克核反应建立设备基础。

                              夸克核结合能

   夸克核结合能 : j= jc2  

     式中jk为夸克核结合能,jk 夸克核亏损质量,k = m c夸克核动能。由于现有理论与实验局限不完备性,不讨论夸克核及其核子结构,利用系统核物理规律可计算夸克核优化结合能

    轻夸克核结合能 : jk =10 — 10 J ~ 10— 9 J重夸克核结合能 : jk =10— 8 J ~ 10— 7J计算表明夸克核结合能为原子核结合能的以上。原子核结合能仅释放出全部动能优化结构的0.7 % ,因此夸克核结合能相当于原子核全部动能 

 推论 夸克核为原子核能量集聚区,夸克核结合能原子核系统核能。原子核具有系统核能与系统连锁核反应在核材料与核试验中用原子核反应点火,引爆夸克核连锁反应为原子核系统核反应 

原子核系统核 : E =jE+jEk    

式中jE=0.7%E为原子核结合能,jk= 99.3% E为夸克核结合能,E为原子核系统核能。

原子核结合能jE系统初级能(为系统核能优化结构的0.7 %),夸克核结合能jE k系统终极能(理论值为系统核能优化结构99. 3 %,一般为系统核能的百倍以上初级与终极结合能 称原子核系统核能原子核聚变(裂变系统连锁核反应在核材料与核试验中用原子核初级核反应点火,引爆夸克核连锁反应。即原子核系统核反应。 

    新华网日内瓦2014319日电(记者张淼)欧洲核子研究中心与美国费米国家实验室19日联合宣布,科学家通过欧洲大型强子对撞机实验与美国万亿电子伏特加速器实验,成功测出目前最为精确的顶夸克质量。

    欧洲大型强子对撞机与美国万亿电子伏特加速器是全球顶尖的粒子对撞机。美国费米实验室于1994年利用万亿电子伏特加速器首次发现了顶夸克的存在。夸克是比质子、中子更微小的物质组成基本粒子。作为科学家最后发现的一种夸克,顶夸克的质量是质子的100倍以上,为目前已知最重的基本粒子。顶夸克的“寿命”极短,科学家认为其只是在宇宙“大爆炸”初期的几分之一秒内以自然状态存在过。

    如果能够研发试验夸克核能将广泛应用于现有核反应,发展为系统核反应为现有核能的百倍,可建立夸克核电站,为现有核电站功能的百倍。充分利用核原料释放出系统核能解决能源危机。

  理论依据《系统现代物理与智能技术科学》王汰非著,科学出版社,2014

                 第三章 系统物理与智能技术科学 

引进量子相对论,研究相对论量子协变规律与粒子运动或加速达到高阶光速(无限趋近光速的最大速度)时相对论核物理规律。揭示粒子高阶光速极限运动自发演化为终极粒子、致密物质(黑洞)核心裸奇点的基本物理规律。建立原子核、夸克核、终极核与核物质模型、物理变换及核反应物理机制,为高阶光速加速器,对撞机与终极核能的研制提供科学基础

 提出系统微观、夸克核与系统核能理论,研究微观与超微观、原子核与夸克核系统结构,给出原子核系统核能反应及分布规律,为有效开发系统核能,充分利用现有核能与核废料潜能,提供理论基础与实验的科学数据。建立元素系统周期表核能结构,为定性研究分析原子核 终极核周期规律及系统核能分布提供精确的科学数据。

系统核物理为核物理、粒子物理与量子力学终极理论模式,在多学科统一协调发展中具有广泛的应用为核物理发展、教学与核工程技术自动化智能化一体化系统提供科学基础与可靠地科学数据。

核心理论:量子相对论;量子洛伦茨变换粒子动态模型夸克核理论;系统核能。

                               三、 系统核物理与智能技术科学 

   3.1 量子相对论

   3粒子动态模型

   3.3 系统微观夸克核理论

   3.4系统核能理论 

   3.5 核智能技术科学 

  欢迎订阅《系统现代物理与智能技术科学》王汰非著,科学出版社,2014。40万字,40元册。

     欢迎交流转载引用标明出处,保留作者著作权。

     联系我们   wangtf788@163.com   手机13521430655

     联系人 王汰非院士

        

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