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核聚变(资料可跳过)

核聚变,即轻原子核氘和氚结合成较重的原子核氦时放出巨大能ม量。

热核反应

,或原子核的聚变反应,是当前很有前途的新能源。参与核反应的轻原子核,如氢氕、氘、氚、锂等从热运动获得必要的动能而引起的聚变反应参见核聚变。热核反应是氢弹爆炸的基础,可在瞬间产生大量热能,但目前尚无法加以利ำ用。如能ม使热核反应在一定约束区域内,根据人们的意图有控制ๆ地产生与进行,即可实现受控热核反应。这正是目前在进行试验研究的重大课题๤。受控热核反应是聚变反应堆的基础。聚变反应堆一旦成功,则ท可能向人类提供最清洁而又是取之不尽的能源。

定义

核聚变是指由á质量小的原子,主要是指氘或氚,在一定条件下如超高温和高压,发生原子核互相聚合作用,生成新า的质量更重的原子核,并伴随着巨大的能量释放的一种核反应形式。原子核中ณ蕴藏巨เ大的能ม量,原子核的变化从一种原子核变化为另外一种原子核往往伴随着能ม量的释放。如果是由á重的原子核变化为轻的原子核,叫核裂变,如原子弹爆炸;如果是由轻的原子核变化为重的原子核,叫核聚变,如太阳发光发热的能ม量来源。

相比核裂变,核聚变几乎ๆ不会带来放射性污染等环境问题,而且其原料可直接取自海水中ณ的氘,来源几乎取之不尽,是理想的能源方式。

目前人类已经可以实现不受控制的核聚变,如氢弹的爆炸。但是要想能量可被人类有效利用,必须能够合理的控制核聚变的速度和规模,实现持续、平稳的能ม量输出。科学家正努力研究如何控制核聚变,但是现在看来还有很长的路要走。

目前主要的几种可控核聚变方式:

超声波核聚变

激光约束惯性约束核聚变

磁约束核聚变托卡马克

补充内容

每克氘聚变时所释放地能ม量为58๖x10่8kj。大于每克铀23๑5๓裂变时所释放地能量8๖2x107๕kj。从能源地角度考虑。核聚变有几个方面比核裂变优越:其一。聚变产物是稳定地氦核。没有放射性污染产生。没有难于处理地废料;其二。聚变原料氘地资源比较丰ถ富。在海水中氘和氢之ใ比为15x10่-4∶1้。地球上海水总量约为1018๖吨。其中ณ蕴藏着大量地氘。提炼氘比提炼铀容易得多。遗憾地是这个聚变反应需要非常高地温度。以克服两个带正电地氘核之间地巨大排斥ม力从理论计算。要克服这种库仑斥力需要109cນ地高温。氢弹地制ๆ造原理。就是利用一个小地原子弹作为引爆装置。产生瞬间高温引发上述聚变反应发生强烈爆炸。氢元素地几种同位素之间能ม发生多种聚变反应。这种变化过程存在于宇宙之间。太阳辐射出来地巨大能量就来源于这类核聚变。但我们目前๩尚没有办法在地球上利ำ用这类核聚变发电。怎样能取得这样高地温度?用什么材料制ๆ造反应器?怎样控制聚变过程等各种问题๤尚无答案。

补充:中国核聚变装ณ置地最新า消息:

新华网合肥9月2๐9日电å记者喻菲蔡敏程士华世界ศ领ๆ先地中ณ国新า一代热核聚变装置east2๐8日首次成功完成了放电实验。获得电流200่千安、时间接近3秒地高温等离子体放电。

负责这一项目地中国科学院等离子体所所长李建刚ธ研究员在接受新华社记者采访时说。此次实验实现了装置内部1亿度高温。等离子体建立、圆截面放电å等各阶段地物理实验。达到了预ไ期效果。

工ื艺鉴定组专家、中ณ科院基础科学研究局金铎研究员在实验后地新闻发布会上宣布๧。east通过国家“九五”大科学工程工ื艺鉴定。参与east研究合作地美国通用原子能公司盖瑞·杰克逊博士说:“east成为世界上第一个ฐ建成并真正运行地全超导非圆截面核聚变实验装ณ置。它将在未来10年内保持世界先进水平。”

据了解。east装ณ置是中国耗时8年、耗资2๐亿元人民币自主ว设计、自主建造而成地。

记者在实验控制室看到,这个近似圆柱形的大型物体由特种无磁不锈钢建成,高约12๐米、直径约5米,据介绍其总重量达40่0吨。

李建刚研究员说,与国际同类实验装ณ置相比,east是使用资金最少、建设速度最快、投入运行最早、运行后获得等离子放电最快的先进核聚变实验装置。

“这意味着人类在核聚能研究利ำ用领域取得重大进步,也标志着中国在这一领域进入国际先进水平”,李建刚说。

人们认识热核聚变是从氢弹爆炸开始的。氢弹爆炸时释放出极大的能量,给人类带来的是灾难。而科学家们却希๶望发明一种装置,可以有效地控制ๆ“氢弹爆炸”的过程,让能量持续稳定的输出,以解决人类面临的能ม源短缺危机。

美、法等国在20世纪80年代中期发起了耗资46๔亿欧元的国际热核实验反应堆iter计划,旨在建立世界上第一个受控热核聚变实验反应堆,为人类输送巨大的清洁能量。这一过程与太阳产生能ม量的过程类似,因此受控热核聚变实验装置也被俗称为ฦ“人造太