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孫悟空翻一個筋斗云消耗多少克鈾-235?

2022/10/9 16:01:11 來源:中科院半導(dǎo)體所 作者:顏相寧、劉夢穎 責(zé)編:遠生

看到了近年來祖國航天事業(yè)如火如荼的發(fā)展,聯(lián)想到我們悠久而豐厚的歷史底蘊,萬千像相寧一樣的華夏子女十分之激動。

同時,善于思考也是萬千像相寧一樣的華夏子女的美德,有兩個小疑問:

1,火箭上天那么快,有《西游記》里那猴快嗎?

2,那猴翻一個筋斗,要多少鈾-235 供能才行?

首先,我們要解決的問題是孫悟空全身行頭的重量,以及翻一個筋斗需要的能量。

孫悟空的金箍棒有多重呢?答案是一萬三千五百斤?!段饔斡洝分杏性疲骸皟深^是兩個金箍,中間是一段烏鐵(黑色),有星斗鋪陳;緊挨箍有鐫成的一行字 ' 如意金箍棒,重一萬三千五百斤。' 并有密布的花紋和龍紋鳳篆。若要小時,盈盈不足一握;要大時,頃滿天地之間。"

因為明朝的一斤相當(dāng)于現(xiàn)在的 596.8 克,所以金箍棒的重量差不多為:

13500×596.8÷1000=8056.8 kg

再說說孫悟空的體重。漫畫《龍珠》及其衍生作品中悟空的體重是 62 kg,小日子過得不錯的人們是如何理解《西游記》精髓并從中得出孫悟空體重的我們不得而知。所以,我們不用這個數(shù)。

而且,根據(jù)演員所說,猴子最瘦,唐僧第二瘦,然后沙僧,然后豬八戒。只能大致算一下:在《西游記》第二回中,混世魔王稱他“身不滿四尺,年不過三旬?!?,吳承恩那時候的一尺約為現(xiàn)在的 31.1 mm,也就是說孫悟空不足一米二四,那我們就假設(shè)空空身高 1.24 m 吧。

又考慮到孫悟空是石頭里蹦出來的,那身體應(yīng)該是由二氧化硅(SiO2) 組成。他在煉丹爐里煉了之后,也不應(yīng)該逃脫硅(Si)和氧(O)這兩種元素。太上老君的八卦爐溫度也就差不多 1200℃,二氧化硅熔點 1700℃,所以孫悟空不會化,那密度就算是 2.6 g / cm3 吧。

如今,一個正常成年人的體積是 0.06 m3 左右。孫悟空,一個比較消瘦,身高只有 1.24 m 的獼猴,體積差不多也就 0.03 m3。這樣算來,孫悟空的體重應(yīng)該是:

2.6 g/cm3×0.03m3=79500g=78 kg

別忘了,孫悟空頭上還有一個 24K 的緊箍圈。辣么大的金箍,少說也有二兩吧。再加上悟空真皮小裙、或者袈裟啥的,全身的行頭算下來就大約

m=80 kg(自重)+8056.8 kg (金箍棒)=8136.8 kg

然后,我們再看筋斗云。孫悟空一個筋斗云十萬八千里,明朝時的一里等于 180 丈、一丈等于 2 步、一步等于 5 尺、一尺約等于 32.66 厘米,這樣算來一里差不多是:

180×2×5×0.3266=587.88 m

那么,孫悟空翻一個筋斗云的距離就是:

h=108000 里 ×587.88 m / 里 = 63491.04 km

對于猴子向哪個方向飛是沒有限制的,姑且按照其向上飛,那就要克服重力做功。查閱資料得知,地球上的重力加速度,在赤道上 g=9.780 m / s2,在北極 g=9.832 m / s2,在北緯 45° 的海平面上 g=9.807 m / s2,在北京 g=9.801 m / s2 等。

我們看孫悟空的出差路線,并不是大家一直以為的向西向西向西哦,而是蜜汁繞圈圈。不過,全程沒太靠近過北極和赤道的地方,雖然翻雪山下峽谷了,但我們不管,姑且取 g 為 9.80 m / s2。

如果孫悟空是克服重力做功,向遠離地球的方向蹦,那么:

E1=mgh=8136.8 kg ×9.80 m/s2×63491.04 km=5.06e12 J

此外,還有人喜歡用動能方程來計算孫悟空攜金箍棒翻個筋斗云要做的功。如果按照翻一個筋斗需要 0.5 s,那悟空的運動速度就達到了:

V=63491.04 km÷0.5 s=126982.8 km/s

E2=1/2mv2=1/2×8136.8 kg×(126982.8 km/s)2=6.56e13 J

但其實這些計算方法都有一定問題。首先,孫悟空的運動肯定會受阻力:平行于地球有空氣阻力,向上受重力。孫悟空如果要保持勻速翻跟斗,就需要持續(xù)爆發(fā)能量并轉(zhuǎn)化為動能。再者,就算是靠初始速度飛那么高,速度也要超 1115 km / s,遠大于飛出太陽系的第三宇宙速度(16.7 km / s)(成為地球衛(wèi)星的第一宇宙速度 7.9 km / s,脫離地球的第二宇宙速度 11.2 km / s),飛出太陽系 So easy。要想解釋通,只能是天庭啥的都在太陽系之外的地方。

而且對于此,吳承恩有話要說:

“我在寫書時,光想讓這猴 NB 了,也沒想那么多

然后,我們再談?wù)労肆炎儭?/strong>關(guān)于日常生活中的,各位大可不必驚慌。直到今日,核裂變技術(shù)已經(jīng)基本被人類所掌握了。利用核裂變技術(shù)讓重原子核釋放能量來發(fā)電,既安全又高效。而這些重離子中,最容易被控制的就是鈾-235。

鈾-235 是鈾 (Uranium) 元素里中子數(shù)為 143 的放射性同位素,是自然界唯一能夠發(fā)生可控裂變的同位素,主要用做核反應(yīng)中的核燃料,也是制造核武器的主要原料之一。

而我們?nèi)粘:穗娬?、反?yīng)堆里使用的核純度很低(<5%),根本達不到爆炸的程度。也不用拿切爾諾貝利事件舉例,很多核電站事故中的爆炸都是因為氫氣過濃而產(chǎn)生的爆炸。

1 個鈾-235 原子不論裂變產(chǎn)生什么元素,都差不多會產(chǎn)生 200 MeV 的能量。一個鈾-235 的質(zhì)量約為 235u,那么 1g 鈾-235 中大約有 2.56e21 個核子。對于 1g 鈾-235,能夠釋放出 2.56e21×200 MeV 約為 5.12e23 MeV / g 的能量,大約為 8.19e10 J / g。

這樣看來,孫悟空翻一個筋斗所需要鈾-235 的質(zhì)量就是

5.07e12 J÷8.19e10 J/g=61.9 g

要知道 1 kg 鈾-235 裂變,所產(chǎn)生的能量就相當(dāng)于 2700 噸標(biāo)準(zhǔn)煤完全燃燒產(chǎn)生的能量。悟空這個筋斗差不多要完全消耗 167.13 噸標(biāo)準(zhǔn)煤,按照我國集中供熱能耗平均在 25 公斤標(biāo)煤 / 平方米計算,這一下能溫暖 6685 平方米。

果然硅基生物!

參考文獻:

  • [1] 小僧有禮:https://www.zhihu.com/ question / 445729396 / answer/ 1747876655.

  • [2] 張力寧.《西游記》中的人物形象分析 [J].戲劇之家,2022 (27):196-198.

  • [3] 蘇明煜.我國核能產(chǎn)業(yè)的綜述與展望 [J].電子技術(shù),2022,51 (08):304-305.

  • [4] 葉子.除了發(fā)電,核能還有這么多用途 [N]. 人民 日報海外版,2022-08-02 (005).DOI:10.28656 / n.cnki.nrmrh.2022.002340.

  • [5] 徐坤明.核裂變發(fā)現(xiàn)的案例分析 [D].華中科技大學(xué),2005.

本文來自微信公眾號:中科院半導(dǎo)體所 (ID:bdtdsj),作者:顏相寧、劉夢穎  編輯:靜玲子

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