宇宙中含有丰富的铀,为什么地球上1亿年才能生产2克?

作者: 日期:2020-02-17 21:20:12

引言:氦元素是宇宙第二多元素?它在地球中的含量是不是也十分丰富?答案恰恰相反,在地球内,氦元素属于稀有元素,上亿年生产不出10克。

宇宙内什么元素最多?有人猜想是氢元素,有人猜想是碳元素,还有人认为可能是氧元素。虽然碳氢氧元素是我们生活中常会接触到的元素,但除了氢元素,其余两种元素在宇宙中占比非常小。从总含量或占比的角度来看,氢元素占有绝对优势,它占元素总量的3/4,而氧、氮、碳、磷、硫等元素的占比还不到1/50。那么,另外3/4的元素是什么?答案可能出乎大家意料,它是氦元素。

说起氦,我们对它最直接的认识是,它是稀有气体,化学符号为He。氦没有颜色不具有气味,它的化学性质很不活泼,不轻易与其他元素发生反应。因性质稳定,它常被充进气球、潜水服、飞艇等处。

氦是怎么产生的呢?它在宇宙中占比为何高达25%?根据科学资料来看,氦最早出现在太初核中,它的出现时间大概是大爆炸发生后3分钟。单看氦的产生时间,大家或觉得抽象。但是,若与其他元素进行对比,你会发现氦出现的时间非常早,这间接影响到它的总含量。科学家表示,宇宙中大多数元素都是在宇宙诞生几亿甚至十几亿年后才出现,它们来自星云、恒星等。所以,不管是从产生时间还是从产生位置上来看,氦都略胜一筹。

同时,值得一提的是,宇宙中氢元素与氦元素的比例为科学家研究宇宙起源提供了有力帮助,其中,氦元素的丰度成为论证大爆炸理论的一个证据。

另外,虽然氢元素与氦元素含量悬殊,但这并没有影响到它们的相处与合作。根据目前的研究情况来看,在宇宙中,氢元素与氦元素相互配合,在一定条件下,氢会转化为氦。在另一特定条件下,氢能与氦一同组成其他元素。所以说,宇宙事物的出现乃至地球生命的出现都与氢氦元素有着密不可分的关系。

对于氢元素与氦元素的状态,有研究学者调侃到,它们好比是一对恋人,它们相互依存又相互独立,它们相互尊重相互扶持共同创造着宇宙的奇迹,也维持着宇宙的发展。

宇宙中氦元素的含量排列第二,这是否意味着地球也拥有大量氦元素?结合氢元素的例子,氢元素含量为元素总含量的75%,在地球内,氢元素可谓是随处可见,氦元素的情况是否也与氢元素类似?

对此,科研人员表示,从定义上便能看出氦元素的“地位”与氢元素的截然不同,氦元素属于稀有元素,而氢元素则属于普通元素,我们不难看出氦元素比氢元素金贵许多。

说到这,许多朋友或许十分疑惑,地球上的氦都去了哪里?对此,研究人员解释到,地球制造与产生氦元素的方式比较单一,主要是与地壳内的放射性元素有关,例如铀元素发生衰变的过程中可能会产生氦。

通过简单计算我们不难知道,1000斤铀经过长达1亿年的衰变,最后仅能产生2克氦。从效率转化角度来看,氦元素的产生效率无疑是极低的。正是因为转换效率极低,几十亿年过后,地球都已走过生命半程,星球上的氦元素还是寥寥无几。

更有趣的是,氦元素本就稀少,但人们似乎还喜欢把它们应用在无关紧要的项目上,比如把它充进气球里制成氦气球,这是否是小题大做、暴殄天物呢?对此,正在阅读本文的你有什么看法?