人类就能不能实现核聚变?(难度方面分析可行性)
我要新鲜事2023-05-17 22:02:480阅
核聚变也可以称为热核反应。 其原理是将质量相对较小的原子,如氦原子,置于极高的压力和温度下,使它们结合或碰撞,从而产生更重的核心,然后就有质量损失。 简单来说,就是将两个较轻的原子核结合成一个较重的原子核,并在此过程中释放能量的过程。 由于原子的质量必须比较轻,所以对核聚变反应所用原材料的要求还是很高的。 科学家们发现,自然界中有些元素可以很容易地实现聚变反应。 两者都是氢的同位素,即氘和氚。 氘也称为重氢,而氚称为超重氢。
值得一提的是,太阳内部也一直在发生核聚变反应,这使得它能够释放出巨大的能量,氘和氚的聚变已经在太阳下进行了很多年。 基于这一发现,人们给可控核聚变起了一个很有趣的绰号,叫做“人造太阳”,当然也有很多人开玩笑说这是“沸水”。 无论是哪一种,都说明对其原料和制备条件的要求非常高。
可见人类要想聚合两个原子核,就需要一个能产生“高温高压”的装置,否则就会陷入即使有原材料也无法完成核聚变的境地。 托卡马克装置可以帮助我们实现这一目标。 至于大家都听说过的中国EAST,其实就是超托卡马克反应堆的一部分。
另一方面,原材料氘和氚在自然界中的含量和性质有很大不同。 大家可能都听过“核聚变能量取之不尽”的说法。 这里取之不尽的元素是氘,在常温下是一种无色无味的可燃气体。 重要的是,氘广泛存在于海水中,估计高达 40 万亿吨,即每升海水约 0.03 克氘,这个数量似乎“令人放心”。然而氚并没有那么多,氚是氢的另一种同位素。 它在自然界中的存量很少,大部分主要是通过核反应人工产生的。 但从上述反应方法来看,是缺一不可的。
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