孩子的快樂是簡單的，

只要一根樹枝就能玩上一天，

一個紐扣一根繩子就是一個非常棒的玩具。

今天小編就來帶大家做一個童年的小玩具，

并且看一看這樣一個簡單的小玩具，

是怎樣應用到核能發電站當中去的。

實驗器材：螺絲刀(或打孔器)、瓶蓋、紙牌、細繩

實驗過程

第一步：

首先我們用螺絲刀在紙牌上打兩個孔，用細繩穿過這兩個孔。

第二步：

用手拿住細繩兩端，使勁晃動紙牌讓紙牌多轉幾圈。

轉幾圈之后可以發現繩子繞起來了，這時我們將繩子拉直，紙牌會在繩子中心轉得飛快，繩子此時好像有了彈性，可以拉動收放。

第三步：

重復幾次收放之后繩子就拉不動了，效果不是很好，于是我們換成瓶蓋再試一下。也是先穿繩。

第四步：

轉動幾圈之后就可以開始收放繩子。

沒有彈性的細繩此時仿佛變成了橡皮繩，可以隨意收放，瓶蓋在中間“嗚嗚”轉得飛快，真是太好玩了~

原理解說

對于繩子而言，因為材質以及長度等本征原因，其整體扭成的螺旋數量是有限的，如果超過這個限度，繩子就會出現第三個維度的扭結，而這個維度的扭結被稱為超螺旋。下面這張圖就很好的解釋了超螺旋。

然后大家可以聯想一下彈簧的物理原理：壓縮或拉伸彈簧會將賦予的能量轉換為彈性勢能，釋放彈簧時，彈簧返回其平衡位置時，該能量會轉換為動能。對于這種“玩具”來說也是如此，通過繩子的扭曲螺旋來儲存能量，同時因為超螺旋結構的存在，能夠讓其儲存的能量大幅提高從而提供巨大的轉速。有一點必須要提到，因為這個“玩具”，一名科學家Prakash甚至發布一篇nature文章：將這個“玩具”改造成紙質離心機，它和離心機的原理一模一樣都是通過高速的旋轉帶來很大的離心力從而使不同密度的物質分層。科學家Prakash提到其轉速甚至可以達到每分鐘12萬轉，這已經完全滿足科學家所需要的離心機轉速指標。

最后，我們剛剛明白了這個玩具和離心機的關系，那么離心機如何提取核電站所需要的鈾?無論是造原子彈還是建核電站，我們都需要鈾-235，而不需要它的同位素鈾-238(鈾-235有92個質子和143個中子，當它吸收中子之后便會產生裂變反應。而鈾-238有92個質子和146個中子，它吸收中子之后不會裂變，會直接變成有92個質子和147個中子所組成的鈾239)。問題來了，鈾-235與鈾-238互為同位素，除了原子質量稍有差異，化學性質基本一樣，所以我們很難用常見的辦法將它們倆分開。但高速旋轉的離心機就能夠辨別出其微弱的質量差異從而將鈾-235提取出來!