[原创]GUNDAM世界中的能源探讨

　　我想对于GUNDAM中使用的能源问题做一些解释、说明，顺便解答一些我能想到解答的问题：）

　　首先说一下GUNDAM中的核能已成为极重要的能源，历带GUNDAM都是由核能驱动的（SEED中比较特殊，由于有中子干扰仪存在，所以一般的MS用不了核能直到后期才出现搭载抗干扰装置而可以使用核能的GUNDAM）。而GUNDAM世界中的战舰则都是使用核能来驱动的。从网友问的一些问题看来，一些网友对核能的分类还不很了解。那我就找些资料说一下吧：

　　有关核能的一些内容：

　　核能的获取分为核裂变、核聚变两种，前者是由铀235或钚239裂变产生能量，而后者的燃料是氘、氚和氦-3。下面说一下几个关键词，核裂变、链式反应：

　　1934年，费米等人用中子照射铀，企图使铀核俘获中子，再经过β衷变得到原子序数为93或更高的超铀元素（他在用中子轰击铀原子的核反应实验中，得到了一种“新元素”。当时他把这种元素起名为“超铀”元素）。但是当时德国科学家哈恩与斯特拉斯曼用化学方法检验了费米的实验，发现用中子轰击铀原子，只能得到地球上已存在的钡。从费米的错误结论出发，竟然得到一个意想不到的惊人成就。哈恩与斯特拉斯曼便大胆地提出一种新设想，认为铀原子核受到中子的轰击后，不是衰变，而是分裂为大致相等的两个中等质量的原子。这就是著名的裂变理论。

　　掌握了核裂变和核能释放，物理学家又进一步思考：铀核被一个中子击中后分裂为两个碎片，那么若与此同时再有一个以上的中子从铀核中释放出来，它们就能引起其它铀核的裂变，如此继续下去，就会发生自动而持续的　链式反应。在进一步的实验研究中，约里奥-居里夫妇、费米、西拉德、津恩等都证实在铀核分裂时能产生2～3个中子，同时释放出大量能量。这就在理论上肯定了链式反应是能够发生的。这样看来，只要有一个中子被铀核俘获，那么就会很容易地产生链式反应。

　　如果能破坏或控制掉链式反应所需要的其中一个环节，那么也就可以阻止或控制核裂变。（SEED中发明的中子干扰仪就是）在现在的核电站的核反应堆中的可以吸收中子用的控制棒、高深度硼酸水都是用来控制核裂变反应的。

　　另外物理学家在实验中，他们偶然发现经过慢化的中子（热中子）反而比快中子能更好地引起核反应。费米认为，这是因为慢中子与快中子相比较，它经过原子核附近时滞留的时间较长，因而被原子核俘获的机会要多一些。

　　MS和战舰使用的能源都是核能，但两者来源不同]。MS用的是核裂变、战舰用的是核聚变。有人会问这两种核反应中哪一种效率高呢？这么说吧我打个比方：如果在原子弹爆炸后（原子弹利用核裂变），假设把它的核原料都收集起来称一下的话就会发现与爆炸前对比其中每1000克核原料爆炸后大约少了一克。如果换成是氢弹，称一下氢的同位素爆炸后的重量与爆炸前对比是每1000克大约少了4克。这少了的物质当然是转换成能量了，这样说明核聚变能够提供更多的能源。根据爱因斯垣的质能公式E＝MC＾2算来，一克物质完全转换成能量的话。。。。。。。还是打个比方吧，它可以把常温下25万吨水化为蒸气（如果我没记错的话：P）。

　　那么GUNDAM中的MS为什么只使用核裂变能源，只有战舰使用核聚变能源呢？这是因为：

　　核聚变虽然能够提供更多的能源，但其控制难度比裂变更高。产生核聚变需要的条件非常苛刻。拿太阳来说，其中心温度达到1500万度，另外还有巨大的压力能使核聚变正常发生。而地球上没办法得到那么大的压力，只能通过提高温度来弥补，不过这样一来温度要到上亿度才行。核聚变如此高的温度没有一种固体物质能够承受，只能靠强大的磁场来约束。高温超导体如果能真正实用化的话就可以解决磁场的来源，但体积难免做得巨大了些。此外这么高的温度，核反应点火也成为问题，这让我想到了大天使号上的核反应堆是激光脉冲核反应堆（具有大型的激光发射器）。这个正是现在的科学家想出来的一种解决之道。

　　以上几点原因使用得核聚变反应堆所需的体积、制造技术、成本都远远高于核裂变反应堆。也不难理解为什么MS只能用核裂变能源了。（而SEED中的中子干扰仪只对核裂变起作用，核聚变无效。这么一来只有MS不能用核能，战舰照样用）

　　下面说说战场上如果用核能MS爆炸和战舰爆炸会产生什么影响

　　MS用核裂变能源，如果MS爆炸的话会产生中子辐射及放射性沾染、和其它辐射。这样会对战场产生很难消除的核污染。所以可以在动画里看到有经验MS驾驶员在一些地区战斗时会尽量避免击中对方的引擎部分。另外击中一般部位与击中引擎部分产生的爆炸也不同，击中引擎部分会产生一次小型核爆。那么战舰爆炸会如何呢？核聚变反应时会产生大量的中子流，如果战舰爆炸的话在很短的时间内有可能会有大量中子辐射产生，但不会产生像MS爆炸那样的放射性沾染、和其它辐射。此外中子辐射效应会在30分钟后减低到一个人可以忍受的程度。而对核聚变来说，你一次只用一点核燃料，便可进行反应。即使它失去控制，也只不过听到一声不大的爆裂声而已。可见战舰爆炸污染反而比MS要小。此外如果战舰能用氦-3作用核能的话那么产生的污染更小，真正的“干净”没有多少中子辐射。

　　来说说SEED里的中子干扰仪吧，它会干扰一定范围内的核反应，确切说是核裂变反应。至于怎么干扰不明，使慢中子变成快中子？吸收中子？还是其它方式？不过有一点让我想不透的是是中子干扰仪就不会对生物产生影响？它的场能可以穿透厚厚的土地、一定厚度的金属、混凝土直到与中子产生力作用影响它。。。。。。。有点不可思议。

　　好了，说了这么多了希望对大家的GUNDAM剧情及背影设定的理解有所帮助。

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最初由 oldgoat 发布


前苏联的潜射洲际导弹就是“湿法”发射，就是在水下点火……不过为什么会说到水下的呢？发散得偶都晕了……

谁叫不知道哪个BT一定要把Gundam设定成上天下水无所不能的东西呢？鬼知道什么地方需要这种东西。

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最初由 oldgoat 发布
FT，没看到……

不过偶觉得MS用的还是火箭发动机……

MS用的不是化学火箭引擎，而是热核火箭引擎……大气层中就是热核喷气引擎……水中是热核喷水引擎……

FT，没看到……

不过偶觉得MS用的还是火箭发动机……

进来补充补充知识

我觉得可以直接把聚变堆中的高温等离子体导出（Gundam是所谓的“常温堆”，那得另想办法解决这个棘手的换热问题了），在燃烧室（已经名不符实了）中与吸入的空气混合，这样就可以得到远高于化学燃烧的燃气温度（对于涡轮是一个巨大的考验）。关于核污染的问题，氘-氦3的聚变反应堆就是几乎无放射性的。还有，铁之前的稳定元素裂变都不可能放出能量。

我想需要指出的是，现有的核裂变反应堆即使失控（当然现在的堆几乎不可能发生这种事），也不会像核弹一样产生巨大的爆炸，其爆炸当量仅与化学爆炸相当。聚变堆则是完全不可能发生核爆炸，一旦失控唯一的可能就是自动停堆。也许用了M粒子之后会有所变化，但是只要控制好反应器中的燃料量，那么产生严重爆炸的可能性也就可以完全消除。

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最初由 slash[sal] 发布

很可惜，小生学空气动力学出身，专业中也涉及了一些热力学，但还没听说过“热”这个衡量温度的名词可以直接转换成“推力”这个机械能范畴的名词。核技术发展到现在，哪怕是核潜和核航母，都是以核反应堆为核心，由产生的高温加热液态水产生蒸汽来推动轮机组和发电机以及螺旋桨系统的，还没有见过直接把“热”应用到机械力上的实例。鄙人所学的知识中，除了在大气层中飞行的空气动力学，还有火箭弹道学，但无一例外地对推力的描述都是由可燃烧膨胀的工质在燃烧后以燃气流方式向后排出，因牛顿力的作用与反作用定理，向后排出的燃气对飞行器本身产生向前的推力，使飞行器能向前方飞行。此外，GUNDAM的相关作品中都可以找到诸如为MS加注推进剂/燃料之类的描写，也有燃料被引燃发生爆炸事故的描写（《0083》中巴宁上尉的79N型事故）。
如果兄台想用DOM的气垫装置来反驳的话，别忘了，DOM的气垫装置设计时是以使用高效低消耗型的热核引擎为标准的，以下摘自MS-09R的描述“机体脚部和背部的喷射引擎也进行了调整，换成了热核动力的喷射引擎。这种设置的优点是燃料消耗量比化学燃料式引擎要小得多。采用了这种设计是机体的最大推动力和CMP（战斗最大出力）比MS-06F要大得多，同时使用了这种引擎的MS成为了只能用在宇宙的MS。”可见实际上MS的推进系统还是传统的火箭推进器加常规推进剂的组合，而使用热核引擎仅仅是在热-机械功转换的效率上提高了，达到了减少燃料消耗的目的，并非装备了核反应堆或者热核推进器，MS只要靠产生的“热”就能飞行。只要牛顿定理不能推翻，推力就一定来自于产生它的工质，而不是温度概念的“热”。
科幻虽然带有浪漫色彩，但科幻也因为有着科学性这个条件，不可能完全的天马行空，至少向热直接产生推力这种想法，恐怕是没法站在科学的基石上的吧。

请注意，我从没说过只要热就能产生推力，请不要曲解我的话。我只说了Gundam本质上不需要可以燃烧的推进剂，从没说过Gundam不需要推进剂，当然理论上在大气中Gundam确实可以不需要携带推进剂。

并没有任何一条规定说推进剂必须是可以燃烧的，我所需要的只是其向后高速喷出，至于是通过何种方式那是不重要的。当然，我可以使用化学反应产生热量使得气体膨胀向后喷出，我也完全可以使用核能直接加热推进剂完成这一目的，或者使用电场加速重离子向后喷出——很不幸空气动力学的书我也看了不少，无需燃料的核动力飞机的构想我还是见过的（当然我承认实际上有无数的技术难点，但是构想本身并不违反任何物理定律），顺便再举一个在动画中出现过的类似概念:VF-1，其在大气中的续航力是无穷。

至于说为什么Gundam的推进剂会发生爆炸，我猜测可能是使用了随处可得氢的缘故（什么？大气中为什么也要用自带的推进剂？别问我，又不是我编的:p ），由于并不需要其燃烧，换成氦一样能工作，说不定这就是有些gundam一打就炸，有些就怎么也打不爆的原因了。:D