核聚变可以人为控制吗?

人类对核能的利用相当普遍!核电站为人类的能源供应做出了巨大贡献,而原子弹则在战略上抵御了第三次世界大战。两者都为人类做出了不可磨灭的贡献,都属于核裂变。一般来说,核裂变是铀和钚的原子核分裂成两个或两个以上质量更小的原子,并在此过程中释放出巨大能量的核反应!但是还有一种核反应因为不可控而无法真正有效利用,那就是核聚变!

太阳一直在进行核聚变。

核聚变

核聚变不同于核裂变的原子分裂。它是原子聚合的相反过程,然后产生新的原子,会释放出大量的能量。目前氘和氚碰撞生成新的原子氦。其实太阳每时每刻都在进行核聚变释放能量,氢弹也是通过核聚变制造的。

核聚变示意图

核聚变释放的能量更大,比核裂变更安全!

与核裂变相比,核聚变几乎不会带来放射性污染,也没有高端核废料,所以不用担心会造成核泄漏。而且比核裂变释放的能量还多,最重要的是核聚变所需的原料来自取之不尽的海水。

核聚变使用的原料是氘和氚。海水中氘的总量约为450亿吨。每升海水中所含氘的核聚变释放的能量相当于燃烧300升汽油的能量。按照目前人类对能源的需求,这些氘储备可以在太阳毁灭的那一天使用。氚可以由锂制成。地球上的锂储量虽然远不如氘,但也够几千亿吨了,完全够人类用。可以说,受控核聚变技术被人类掌握的时候,也是能源取之不尽的时候!

核反应堆效果图

核聚变最大的难点就是不可控!

氢弹是通过核聚变实现的,释放的能量远远大于原子弹,但却是不可控的核聚变。受控核聚变的条件比较苛刻,需要极高的温度和巨大的压力,但是无法满足地球上的压力要求,所以只能通过提高温度来补偿,这就需要达到上亿的温度,也就是我们所说的人造太阳,但是地球上没有任何固体能够承受上亿的温度。

人类还是有办法的。

最早控制核聚变的是“托卡马克”磁场约束法。利用强大电流产生的强大磁场来控制核聚变,但是太远了,因为太贵,不实用!像这样的大型设备将耗资数千亿美元。另一种方法是惯性约束聚变,主要是加速粒子束或激光束撞击球体,挤压球体中的气体使其温度突然升高。只有当温度达到要求的点火温度(几亿度)时。原理看似简单,但关键是把球加速到标准速度需要很大的功率,目前还无法大面积满足这个功率要求!

EAST装置是中国自行设计和研制的第一台全超导托卡马克装置。

人造太阳项目给了受控核聚变希望!

人造太阳计划又称“国际热核聚变实验堆计划”,是世界上规模最大、影响最大的国际科研合作项目之一。建造时间约为65,438+00年,耗资50亿美元。中国、欧盟、印度、日本、韩国、俄罗斯和美国。目前,中国在这一领域已经取得了长足的进步。中科院等离子体物理研究所EAST超导托卡马克实验装置可以使等离子体脉冲持续30秒以上,是之前记录的10到20倍。这意味着中国率先迈出了可控核聚变的重要一步!

被称为“人造太阳”的温德尔斯坦核聚变反应堆

我相信,随着可控核聚变投入的不断增加,人类终将从“石油文明”走向“核能文明”!

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