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核聚变能实现吗?
2018-12-27 19:00
虽然核聚变为人类解决未来能源问题提供了非常理想的方案,但是触发核聚变的温度要高达l亿摄氏度,我们如何来产生高温,另外,用什么样的容器来容纳这些超高温度的粒子呢?
其实氢弹的试爆表明人类已经能成功利用核聚变的能量。氢弹所需的超高温是由原子弹爆炸的能量来提供,氢弹里有一部分是原子弹的材料,在氢弹爆炸前,先点燃原子弹,利用原子弹产生的高温、高压来促发核聚变。氢弹和原子弹一样,反应速率是不可控的,所以我们想要安全利用核聚变发电,必须实现可控的核聚变。
迄今,人类还没有制造出任何能经受一万摄氏度的化学结构,那么如何来控制核聚变昵?在50年前,两种约束高温反应体的理论就产生了:一种是惯性约束,把几毫克的氘和氚的混合气体装入直径约几毫米的小球内,然后从外面均匀射入激光束或粒子束,球面内层因而向内挤压。球内气体受到挤压,压力升高,温度也急剧升高,当温度达到需要的点火温度时,球内气体发生爆炸,产生大量热能。这样的爆炸每秒钟发生三四次,并持续不断地进行下去,释放出的能量就可以达到百万千瓦级的水平。这一理论的奠基人之一就是我国著名科学家王淦昌。另一种就是磁力约束,由于原子核是带正电的,受磁场作用可做匀速圆周运动,只要建立一个环形的磁场,就能将原子核约束在磁场之中,而在磁场外建立一个大型的换热装置,再使用人类已经很熟悉的方法,把热能转换成电能就是了,目前世界受控核聚变研究,主要集中在这个领域上。
引自:公众核科学技术知识问答丛书之三《核电造福你我他》,科学出版社,2013年