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实现可控核聚变的方法(有一种方法可以让人类拥有无限的能源!那就是可控核聚变!)

来源:小高教学网 作者:本站 时间:2023-03-22 17:07:27 阅读次数:0

近期不少网友都在问:实现可控核聚变的方法(有一种方法可以让人类拥有无限的能源!那就是可控核聚变!),小编也是查阅很多资料,整理了一些相关方面的答案,大家可以参考一下。

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人类对核能的利用已经相当普遍了!核电站已经为人类的能源供应做出了巨大的贡献,原子弹则战略上抵御了第三次世界大战。这两者都对人类做出了不可磨灭的贡献,它们都属于核裂变。核裂变通俗地讲 是铀和钚的原子核分裂成两个或多个质量较小的原子的一种核反应,在这个过程中释放巨大的能量!但还有一种核反应却不能被真正有效的利用起来,原因在于它的不可控,这就是核聚变



太阳每时每刻都在发生核聚变


核聚变

核聚变不同于核裂变的原子分裂,它是个相反的 原子聚合的过程,进而生成新的原子,这个过程会释放大量的能量。现在主要利用氘和氚碰撞生成新的原子氦。其实太阳无时无刻都在发生着核聚变释放能量,氢弹也是通过核聚变来制造的。




核聚变示意图


核聚变比核裂变释放的能量 更大,更安全!

相比核裂变,核聚变几乎不会带来放射性污染,没有高端的核废料, 所以就不用担心造成核泄漏。而且还比核裂变释放更多的能量,最重要的是 核聚变所需的原料来源于取之不尽的海水。


核聚变利用的原料是氘和氚。氘在海水中的总量约四十五万亿吨。每升海水中所含的氘全部核聚变所释放的能量相当于三百升汽油燃烧的能量。按人类目前对于能量的需求,这些氘的储量可以用到太阳毁灭之日。而氚可以由锂来制取,虽说地球上锂储量远不及氘,但是也足以千亿吨级,完全够人类使用了。可以说 可控核聚变技术被人类掌握之时,也是能量用之不尽之日!




核反应堆效果图


核聚变最大的棘手就是不可控!

氢弹就是利用核聚变来实现的,其释放的能量远远超过原子弹,但这都是不可控的核聚变。 可控核聚变产生条件比较苛刻,需要极高的温度和极大的压力,但是地球上无法达到压力要求,只能通过提高温度来弥补,这就要求达到上亿的温度才行,也就是我们所说的人造太阳,但是地球上没有任何固体可以承受上亿的温度。


人类还是有办法的

  1. 最早控制核聚变便是"托卡马克"型磁场约束法。利用强大电流产生的强大磁场,来控制核聚变,但实用化太遥远了,因为实在太贵了!一个这样的大型装置就需要大概几千亿美元。


  2. 还有一种方法就是惯性约束核聚变,主要是加速粒子束或者激光束,用来撞击小球,小球内气体受挤压使其温度骤然升高。当温度达到所需要的点火温度(上亿度)时才行。原理貌似简单,但关键是 使加速小球到达标速度 则需要极大的功率,目前还不能大面积达到这一功率要求!



EAST装置是我国自行设计研制的国际首个全超导托卡马克装置


人造太阳计划 让可控核聚变有了希望 !

人造太阳计划又叫“国际热核聚变实验堆计划”是目前全球规模最大、影响最深远的国际科研合作项目之一,建造约需10年,耗资50亿美元。中国欧盟、印度、日本、韩国、俄罗斯和美国组成。目前中国在这一方面取得重大进展,中科院等离子体物理研究院的超导托卡马克实验装置EAST可以让等离子脉冲持续了超过30秒,是此前记录的10到20倍。这就意味着,在可控核聚变上 中国已经率先迈出了重要的一步!



被誉为'人造太阳'核聚变反应堆的wendelstein


相信随着人类 加大对可控核聚变的投入,人类终究从“石油文明”走向“核能文明”!


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