什么是核聚变
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核聚变,即轻原子核(氘和氚)结合成较重的原子核(氦)时放出巨大能量 。原理简单的回答:根据爱因斯坦质能方程E=mc2. 原子核发生聚变时,有一部分质量转化为能量释放出来 。
两个轻的原子核相碰,可以形成一个原子核并释放出能量,这就是聚变反应,在这种反应中所释放的能量称聚变能 。聚变能是核能利用的又一重要途径 。最重要的聚变反应有: 式中D是氘核(重氢)、T是氚核(超重氢) 。以上两组反应总的效果是: 即每“烧’掉6个氘核共放出43.24MeV能量,相当于每个核子平均放出3.6MeV 。
它比N+裂变反应中每个核子平均放出200/236=0.85MeV高4倍 。因此聚变能是比裂变能更为巨大的一种核能 。核聚变能利用的燃料是氘(D)和氚 。
【什么是核聚变】氘在海水中大量存在 。海水中大约每600个氢原子中就有一个氘原子,海水中氘的总量约40万亿吨 。每升海水中所含的氘完全聚变所释放的聚变能相当于300升汽油燃料的能量 。
按目前世界消耗的能量计算,海水中氘的聚变能可用几百亿年 。氚可以由锂制造 。锂主要有锂-6和锂-7 两种同位素 。
锂-6吸收一个热中子后,可以变成氚并放出能量 。锂-7要吸收快中子才能变成氚 。地球上锂的储量虽比氘少得多,也有两千多亿吨 。用它来制造氚,足够用到人类使用氘、氘聚变的年代 。
因此,核聚变能是一种取之不尽用之不竭的新能源 。典型的聚变反应是 411H—→42He+20-1e+2.67×107eV 21H+21H—→32He+10n+3.2×106eV 21H+21H—→31H+11H+4×106eV 31H+21H—→42He+10n+1.76×107eV 后三个反应的净反应是 521H—→42He+32He+11H+210n+2.48×107eV 即每5个21H聚变后放出2.48×107eV能量 。氘是相当丰富的氢同位素,在海洋中每6500个氢原子就有1个氘原子,这意味着海洋是极大量氘的潜在来源 。仅在1L海水中就有1.03×1022个氘原子,就是说每1Km3海水中氘原子所具有的潜在能量相当于燃烧13600亿桶原油的能量,这个数字约为地球上蕴藏的石油总储量 。
核聚变是什么意思?
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核聚变指两个或两个以上的轻原子核如氘、氚等聚合成一个原子核的反应过程 。在聚变过程中放出巨大的能量,故称聚变能 。
聚变要在几千万到上亿度的高温下才能进行,所以又叫热核反应 。太阳就是在极高温度下实现轻聚变的 。但是氢弹里的热核聚变反应一发生就不可收拾,要作为可以利用的能源,必须使反应受到控制 。核聚变的发展几十年来,受控核聚变的研究一直是人类探索新能源的尖端课题 。
其最终目标是要使轻原子核内储存的能量受控制地释放出来,转换成电能供人类使用 。受控制核聚变供应动力技术如获成功,则其最大优点是释放能量大,燃料藏量丰富 。就拿氘核来说,一克氘核聚变所放出的能量相当于100立方米汽油燃烧放出的能量 。
在海水中,每1升海水,约含有3毫克氘,而它的潜在能量相当于300升汽油 。因此,一旦掌握了这项技术,地球上浩瀚的海水就将成为人类取之不尽,用之不竭的新的能源 。
什么是核聚变?
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核聚变,是指由质量小的原子,主要是氢的同位素——氘或氚,在一定的条件下(如超高温和高压),发生原子核互相聚合作用,生成新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 。核聚变的过程与核裂变的过程相反,它是几个原子核聚合成一个原子核的过程,而且比核裂变释放的能量更大 。
太阳内部连续进行着氢聚变成氦的过程,它的光和热就是由核聚变产生的 。目前人类已经能够实现不受控制的核聚变,如前面所说的氢弹的爆炸 。但是要想使核聚变释放出的巨大能量可以被人类有效利用,就必须对核聚变实行人工控制,使其按照人们的需要有序地进行,这就是我们接下来要谈的受控核聚变 。
核聚变原理是什么?
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核聚变原理是:在极高的温度和压力下才能让核外电子摆脱原子核的束缚,让两个原子核能够互相吸引而碰撞到一起,发生原子核互相聚合作用,生成新的质量更重的原子核(如氦),中子虽然质量比较大,但是由于中子不带电,因此也能够在这个碰撞过程中逃离原子核的束缚而释放出来 。大量电子和中子的释放所表现出来的就是巨大的能量释放 。
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