老铁,稳为什么说铁是自然界最稳定的元素

人类始终在研究物质世界的基础原理,比如各种元素的形成逻辑。而在诸多元素当中,铁元素的稳定性是最强的,核聚变反应到铁之后,就会彻底停止。铁元素的原子核,可以说是稳如“老铁”一般的存在,真可谓是宇宙中的定海神针铁!

为什么会形成这样的局面呢?

或许在我们的生活里,铁元素的表现差强人意。铁制品很容易生锈,用我们的观点看,这样的铁可算不上稳定。但是在微观世界里,铁元素的原子核,的确是不动如山的存在。

在化学元素周期表里,排名高于铁的元素,大多形成于恒星演化末期,不管是中子星形成还是超新星爆发,都会形成大量的元素。在这些元素当中,我们的地球可以说门类齐全,包括最重元素铀,人类甚至还能人工合成元素,但人工合成的元素半衰期很短,需要小心保护。

在宇宙当中,每一颗恒星都可以看成一个元素工厂,通过对氢元素的核聚变,来形成氦元素等各种各样的元素。这样的形成其实有一定的逻辑,从氦元素,到碳元素和氧元素,碳元素核聚变之后,又会形成钠元素和氖元素等。只要核聚变一直在继续,元素的生成就不会停止。

但在恒星的内部,铁元素是核聚变的最后终点。硅元素聚变后会形成铁元素。然后整个核聚变就停止了。

这其实跟核聚变的基础原理有关,人类现在掌握的核裂变技术,其实就是把原子核里的质子和中子分开的过程,而核聚变则是将质子和中子相结合,促进这种结合的力量,叫做结合能,而结合能和元素中质子和中子数量的比值,就是核物理中所说的“比结合能”。

一般来说,“比结合能”的数值越高,意味着原子核的稳定性就越强。而铁-56的这一指标是原子中的扛把子。

而那些比铁更重的元素,不是形成于核聚变,而是在中子星合并,或者超新星爆发时,才有形成的可能性。

大家怎么看?




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