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核聚變可以人為控制嗎?

人類對核能的利用相當普遍!核電站為人類的能源供應做出了巨大貢獻,而原子彈則在戰略上抵禦了第三次世界大戰。兩者都為人類做出了不可磨滅的貢獻,都屬於核裂變。壹般來說,核裂變是鈾和鈈的原子核分裂成兩個或兩個以上質量更小的原子,並在此過程中釋放出巨大能量的核反應!但是還有壹種核反應因為不可控而無法真正有效利用,那就是核聚變!

太陽壹直在進行核聚變。

核聚變

核聚變不同於核裂變的原子分裂。它是原子聚合的相反過程,然後產生新的原子,會釋放出大量的能量。目前氘和氚碰撞生成新的原子氦。其實太陽每時每刻都在進行核聚變釋放能量,氫彈也是通過核聚變制造的。

核聚變示意圖

核聚變釋放的能量更大,比核裂變更安全!

與核裂變相比,核聚變幾乎不會帶來放射性汙染,也沒有高端核廢料,所以不用擔心會造成核泄漏。而且比核裂變釋放的能量還多,最重要的是核聚變所需的原料來自取之不盡的海水。

核聚變使用的原料是氘和氚。海水中氘的總量約為450億噸。每升海水中所含氘的核聚變釋放的能量相當於燃燒300升汽油的能量。按照目前人類對能源的需求,這些氘儲備可以在太陽毀滅的那壹天使用。氚可以由鋰制成。地球上的鋰儲量雖然遠不如氘,但也夠幾千億噸了,完全夠人類用。可以說,受控核聚變技術被人類掌握的時候,也是能源取之不盡的時候!

核反應堆效果圖

核聚變最大的難點就是不可控!

氫彈是通過核聚變實現的,釋放的能量遠遠大於原子彈,但卻是不可控的核聚變。受控核聚變的條件比較苛刻,需要極高的溫度和巨大的壓力,但是無法滿足地球上的壓力要求,所以只能通過提高溫度來補償,這就需要達到上億的溫度,也就是我們所說的人造太陽,但是地球上沒有任何固體能夠承受上億的溫度。

人類還是有辦法的。

最早控制核聚變的是“托卡馬克”磁場約束法。利用強大電流產生的強大磁場來控制核聚變,但是太遠了,因為太貴,不實用!像這樣的大型設備將耗資數千億美元。另壹種方法是慣性約束聚變,主要是加速粒子束或激光束撞擊球體,擠壓球體中的氣體使其溫度突然升高。只有當溫度達到要求的點火溫度(幾億度)時。原理看似簡單,但關鍵是把球加速到標準速度需要很大的功率,目前還無法大面積滿足這個功率要求!

EAST裝置是中國自行設計和研制的第壹臺全超導托卡馬克裝置。

人造太陽項目給了受控核聚變希望!

人造太陽計劃又稱“國際熱核聚變實驗堆計劃”,是世界上規模最大、影響最大的國際科研合作項目之壹。建造時間約為65,438+00年,耗資50億美元。中國、歐盟、印度、日本、韓國、俄羅斯和美國。目前,中國在這壹領域已經取得了長足的進步。中科院等離子體物理研究所EAST超導托卡馬克實驗裝置可以使等離子體脈沖持續30秒以上,是之前記錄的10到20倍。這意味著中國率先邁出了可控核聚變的重要壹步!

被稱為“人造太陽”的溫德爾斯坦核聚變反應堆

我相信,隨著可控核聚變投入的不斷增加,人類終將從“石油文明”走向“核能文明”!

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