核聚变是怎么实现能源取之不尽用之不竭的?

如题所述

核能是通过核反应从原子核释放的能量。

从被发现以来,它一直是一种既让人类感到恐惧又难以离开的能源。特别是最近随着隔壁的福岛核电站事故以来,人们对于核能的排斥达到了一个顶点。然而核能的发展趋势是难以阻挡的——因为它是“取之不尽、用之不竭的清洁能源”。

迄今为止,人工获取核能的途径只有两种:核裂变和核聚变。它们是两个相反的核反应过程。

核裂变是某些元素(如铀、钚)的原子核在裂变为较轻原子核并释放出能量的过程;核聚变则是某些轻元素(如氢及其同位素氘、氚,以及氦、锂)的原子核聚变为较重原子核并释放出能量的过程。目前世界上投入使用的核电站都是核裂变能发电,不过它并不是这篇文章的重点,本文着重要介绍的是第二种核能发电方式——核聚变。

为什么只谈核聚变而不谈核裂变呢?因为后者具有的优点前者都有,但却没有后者的缺点。

太阳能,就是核聚变来的

研究表明,核聚变反应中每个核子放出的能量比核裂变反应中每个核子放出的能量大约要高4倍,因此核聚变能是比核裂变能更为巨大的一种能量。太阳能就是氢发生核聚变反应所产生的。

核聚变能发电所用的燃料是氘和氚。

氘在海水中大量存在,1升海水中提取的氘,发生核聚变反应释放的能量与燃烧300升汽油相当。氚可以通过中子轰击锂核产生。大自然中锂的储量约为两千多亿吨,足以维持人类百万年以上的能源需求。而且氘和氚既无毒性,又几乎没有放射性(氚衰变时的穿透能很低,不会穿透人体,只有当大量吸入氚时才会对人体造成危害),不会产生环境污染和温室效应气体,作为燃料可以说十分理想。

与核裂变相比,核聚变不但燃料资源近乎无限且易于获得,其安全性也是核裂变反应堆无法与之相比的。

在可控的核聚变反应中,需要把燃料离解为等离子体态,对其进行加热和约束,使得原子核之间发生碰撞时,足以克服库伦斥力,产生聚变反应。作为释放能源的方式,这个过程还必须是持续的。因此要创造聚变反应的环境,首先要把作为燃料的等离子体加热到足够高的温度并维持足够高的密度,同时必须用强磁场将等离子体稳定地限制在特定的区域里,即在温度、密度足够高的条件下维持聚变燃料的持续燃烧。

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第1个回答  2019-08-12
核聚变反应的原料——氘和氚,来源非常丰富,可以说是取之不尽用之不竭,因为它们可以从全球海水中提取。而且月球上还储藏着大量的氦-3,这也能用于核聚变反应。另外,核聚变反应不会产生放射性废物,这是一种十分清洁的能源。
第2个回答  2019-08-12
使原子核发生融合,从而释放出巨大的能量,就是核聚变。让两个原子核靠近融合至少要几十万到几百万度(摄氏度,后同)的温度。
第3个回答  2019-08-13
这也能用于核聚变反应。另外,核聚变反应不会产生放射性废物
第4个回答  2019-08-13
核能是通过核反应从原子核释放的
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