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核聚變是怎么回事?

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發表日期:2019年05月14日

核聚變是指由質量小的原子,主要是指氘或氚(氫的同位素),在一定條件下(如超高溫、高壓和高密度),發生原子核互相聚合作用生成新的質量更重的原子核(如氦),并伴隨著巨大的原子核結合能能量釋放的一種核反應形式。太陽的光和熱就是由核聚變產生的,它的內部連續進行著氘、氚聚變成氦的過程。氘、氚聚變所釋放的能量,是同等質量鈾-235裂變所釋放能量的4倍。核聚變反應如圖1—4所示。

圖1-4核聚變反應示意圖

產生聚變的主要燃料是氘和氚。在人類生活的地球上氘廣泛分布在海水中,每升海水中約含有34mg氘,通過聚變反應產生的能量相當于300L汽油的熱能。據測算,地球上海水中含有40萬億t氘,足夠人類使用上百億年。氚可以通過氘中子反應或鋰(鋰-6)吸收中子反應產生,自然界中鋰也很豐富。因此,聚變反應堆一旦成功,則可能向人類提供最清潔且又是十分久遠的能源。

科學家們研究的可控核聚變反應的一個重要途徑是被稱作托卡馬克的磁約束核聚變裝置(見圖1—5),經過60多年的努力,已經取得了百問核電6一定的成績。但由于產生可控核聚變需要的條件非??量?反應技術要求極高,加之控制、能量利用和燃料循環技術復雜,實現受控核聚變仍有漫長艱難的過程。

圖1-5我國托卡馬克核聚變實驗研究裝置——中國環流器二號A(HL-2A)

 
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