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1、核聚變的應(yīng)用
1、可控核聚變的發(fā)生條件
產(chǎn)生可控核聚變需要的條件非??量?。我們的太陽就是靠核聚變反應(yīng)來給太陽系帶來光和熱,其中心溫度達(dá)到1500萬度,另外還有巨大的壓力能使核聚變正常反應(yīng),而地球上沒辦法獲得巨大的壓力,只能通過提高溫度來彌補,不過這樣一來溫度要到上億度才行。核聚變?nèi)绱烁叩臏囟葲]有一種固體物質(zhì)能夠承受,只能靠強大的磁場來約束。此外這么高的溫度,核反應(yīng)點火也成為問題。不過在2020年2月6日,美國利用高能激光實現(xiàn)核聚變點火所需條件。中國也有“神光2”將為我國的核聚變進(jìn)行點火。
2、核聚變的反應(yīng)裝置
目前,可行性較大的可控核聚變反應(yīng)裝置就是托卡馬克裝置。
2、 托卡馬克是一種利用磁約束來實現(xiàn)受控核聚變的環(huán)性容器。它的名字Tokamak 來源于環(huán)形(toroidal)、真空室(kamera)、磁(magnit)、線圈(kotushka)。最初是由位于蘇聯(lián)莫斯科的庫爾恰托夫研究所的阿齊莫維齊等人在20世紀(jì)50年代發(fā)明的。
托卡馬克的中央是一個環(huán)形的真空室,外面纏繞著線圈。在通電的時候托卡馬克的內(nèi)部會產(chǎn)生巨大的螺旋型磁場,將其中的等離子體加熱到很高的溫度,以達(dá)到核聚變的目的。
我國也有兩座核聚變實驗裝置。
3、核聚變的優(yōu)劣勢
優(yōu)勢:
?。?).核聚變釋放的能量比核裂變更大
?。?).無高端核廢料
(3).可不對環(huán)境
3、構(gòu)成大的污染,而且反應(yīng)過程容易控制,核事故風(fēng)險 極低!
?。?).燃料供應(yīng)充足,地球上重氫有10萬億噸(每1升海水中含30毫克氘,而30毫克氘聚變產(chǎn)生的能量相當(dāng)于300升汽油)
(5).無法用作核武器材料 也就沒有了政治干涉!
劣勢:
反應(yīng)要求極高,技術(shù)要求極高
?。▽τ诤肆炎?,由于原料鈾的儲量不多,政治干涉很大,放射性與危險性大,核裂變的優(yōu)勢無法完全利用。截至2020年,核能(核裂變能)發(fā)電占世界總電力約15%。說明了核裂變的應(yīng)用的規(guī)模之大,更能說明優(yōu)勢比核裂變更大的核聚變能源前景更加光明??茖W(xué)家們估計,到2025年以后,核聚變發(fā)電廠才有可能投入商業(yè)運營。2050年
4、前后,受控核聚變發(fā)電將廣泛造福人類。 )
擴(kuò)展閱讀:
1.美利用高能激光實現(xiàn)核聚變點火所需條件 10-2-6
2.美國勞倫斯·利弗莫爾國家實驗室的國家點火裝置(NIF)的研究人員表示,首批完成的試驗顯示,借助獨特的物理 效應(yīng),他們能為實現(xiàn)自持(self-sustaining)核聚變反應(yīng)提供核聚變點火所需的條件。
3.在NIF慣性約束核聚變試驗中,192束高能激光束的能量可聚集于橡皮擦大小的圓柱形黑體輻射空腔,空腔中裝有 充著氘和氚(氫的兩種同位素)的微小球形靶件(核聚變?nèi)剂习屑?。激光能量在黑體輻射空腔內(nèi)轉(zhuǎn)換成X射線轟擊靶件,靶件在X射線的作用下外層發(fā)生熔化并快 速內(nèi)向壓縮,其中的氘和氚原子核發(fā)生聚變,釋放出數(shù)倍于激光束的巨大能量。