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he聚变,即轻原子he(氘和氚)结合成较重的原子he(氦)时放chuju大能量。
热he反应[1],或原子he的聚变反应,是当前很有前途的新能源。参与he反应的轻原子he,如氢(氕)、氘、氚、锂等从热运动获得必要的动能而引起的聚变反应(参见he聚变)。热he反应是氢弹爆炸的基础,可在瞬间产生大量热能,但目前尚无法加以利用。如能使热he反应在一定约束区域内,gen据人们的意图有控制地产生与进行,即可实现受控热he反应。这正是目前在进行试验研究的重大课题。受控热he反应是聚变反应堆的基础。聚变反应堆一旦成功,则可能向人类提供最清洁而又是取之不尽的能源。
[编辑本段]定义
he聚变是指由质量小的原子,主要是指氘或氚,在一定条件下(如超高温和高压),发生原子he互相聚合作用,生成新的质量更重的原子he,并伴随着ju大的能量释放的一zhonghe反应形式。原子he中蕴藏ju大的能量,原子he的变化(从一zhong原子he变化为另外一zhong原子he)往往伴随着能量的释放。如果是由重的原子he变化为轻的原子he,叫he裂变,如原子弹爆炸;如果是由轻的原子he变化为重的原子he,叫he聚变,如太yang发光发热的能量来源。
相比he裂变,he聚变几乎不会带来放she1xing污染等环境问题,而且其原料可直接取自海水中的氘,来源几乎取之不尽,是理想的能源方式。
目前人类已经可以实现不受控制的he聚变,如氢弹的爆炸。但是要想能量可被人类有效利用,必须能够合理的控制he聚变的速度和规模,实现持续、平稳的能量输chu。科学家正努力研究如何控制he聚变,但是现在看来还有很长的路要走。
目前主要的几zhong可控he聚变方式:
超声波he聚变
激光约束(惯xing约束)he聚变
磁约束he聚变(托卡ma克)
[编辑本段]补充内容
每克氘聚变时所释放的能量为5.8x108kj,大于每克铀235裂变时所释放的能量(8.2x107kj)。从能源的角度考虑,he聚变有几个方面比he裂变优越:其一,聚变产wu是稳定的氦he,没有放she1xing污染产生,没有难于chu1理的废料;其二,聚变原料氘的资源比较丰富,在海水中氘和氢之比为1.5x10-4∶1,地球上海水总量约为1018吨,其中蕴藏着大量的氘,提炼氘比提炼铀容易得多。遗憾的是这个聚变反应需要非常高的温度,以克服两个带正电的氘he之间的ju大排斥力(从理论计算,要克服这zhong库仑斥力需要109c的高温)。氢弹的制造原理,就是利用一个小的原子弹作为引爆装置,产生瞬间高温引发上述聚变反应发生qiang烈爆炸。氢元素的几zhong同位素之间能发生多zhong聚变反应,这zhong变化过程存在于宇宙之间,太yang辐she1chu来的ju大能量就来源于这类he聚变。但我们目前尚没有办法在地球上利用这类he聚变发电,怎样能取得这样高的温度?用什么材料制造反应qi?怎样控制聚变过程等各zhong问题尚无答案。
补充:中国he聚变装置的最新消息:
新华网合fei9月29日电(记者喻菲蔡min程士华)世界领先的中国新一代热he聚变装置east28日首次成功完成了放电实验,获得电liu200千安、时间接近3秒的高温等离子ti放电。
负责这一项目的中国科学院等离子ti所所长李建刚研究员在接受新华社记者采访时说,此次实验实现了装置内bu1亿度高温,等离子ti建立、圆截面放电等各阶段的wu理实验,达到了预期效果。
工艺鉴定组专家、中科院基础科学研究局金