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核聚变反应,需不需要有某种元素参与呢?有何依据?
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发布时间:2016-12-08加入收藏来源:互联网点击:
研究进展
中国新一代热核聚变装置EAST2010年9月28日首次成功完成了放电实验,获得电流200千安、时间接近3秒的高温等离子体放电。[5]
负责这一项目的中国科学院等离子体所所长李建刚研究员说,此次实验实现了装置内部1亿度高温,等离子体建立、圆截面放电等各阶段的物理实验,达到了预期效果。
EAST装置是中国耗时8年、耗资2亿元人民币自主设计、自主建造而成的。
美、法等国在20世纪80年代中期发起了耗资46亿欧元的国际热核实验反应堆(ITER)计划,旨在建立世界上第一个受控热核聚变实验反应堆,为人类输送巨大的清洁能量。这一过程与太阳产生能量的过程类似,因此受控热核聚变实验装置也被俗称为“人造太阳”。[6]
中国于2003年加入ITER计划[7]。位于安徽合肥的中科院等离子体所是这个国际科技合作计划的国内主要承担单位,其研究建设的EAST装置稳定放电能力为创记录的1000秒,超过世界上所有正在建设的同类装置。
EAST大科学工程总经理万元熙教授说,与ITER相比,EAST在规模上小很多,但两者都是全超导非圆截面托卡马克,即两者的等离子体位形及主要的工程技术基础是相似的,而EAST至少比ITER早投入实验运行10至15年。
据科技日报2014年10月17日消息,美国老牌军工巨头洛克希德马丁公司近日宣布,其已在开发一种基于核聚变技术的能源方面取得技术突破,第一个小至可安装在卡车后端的小型反应堆有望在十年内诞生。[8]
从长远来看,核能将是继石油、煤和天然气之后的主要能源,人类将从“石油文明”走向“核能文明”。
参考资料
[1] 中国核学会. 核聚变[M]. 原子能出版社, 1980.
[2] 田树勤, 陈传华. 核聚变理论再探及聚变堆的自持燃烧[J]. Nuclear Science\s&\stechnology, 2015, 03(2):29-35.
[3] 张杰. 浅谈惯性约束核聚变[J]. 物理, 1999, 28(3):142-152.
回答于 2019-09-11 08:43:50
当然也是需要的。
核裂变和核聚变都是我们获取核能的方式,统称为核反应。核能指的是原子核的结合能发生变化时所释放的能量。我们可以看下面这幅图。
不同原子核的结合能图
从图中我们可以看出,在轻核区结合能时高时低,变化很大。在轻核区利用核的聚合引起结合能变化从而获取核能的方法就是核聚变。因此核聚变所需要的物质就是轻核元素的原子核,比如氘(重水中的氢核即为氘核)、氦三、氢核(即质子)等等。
相对于核裂变,核聚变释放的能量更多,而且最终产物没有放射性,氘可以从海水中提取可以说是取之不尽用之不竭。因此可控核聚变是一个比裂变反应更安全、更清洁、更高效的能源获取方式,是能源工程研究中的一项重点。
当然想要实现核聚变也是具有很大的难度的。由于核聚变需要的温度极高,没有什么物质可以承受住这样的高温,因此必须使用特殊的技术来承载核聚变的介质,即磁约束。磁约束的装置种类有很多,最有名的就是所谓的托卡马克装置。目前,托卡马克装置能维持的时间也只有百秒量级,距离使用还差很远。
回答于 2019-09-11 08:43:50
你这话问的j聚合就是轻元素聚合成较重元素,必须有元素参与当然目前看除了中重元素(具体哪些我也不知道但这些元素只能中子星合并产生)都可以聚合
回答于 2019-09-11 08:43:50
提问者用的术语"元素"是化学范畴,所谓"某种元素参与",似乎想找到某种"催化剂"参与核聚变。
化学反应是电子之间的事,是电磁力;核反应是质子、中子之间的事,是强相互作用力。 核聚变反应是简单粗暴的质子、中子聚合,不需要第三方"催化剂"参与,也没有捷径可以走(不要提什么冷聚变)。
那么人工核聚变有什么难吗?按理说最简单的核聚变就是用自然界最多的氕做聚合:把两个质子聚合起来,但是生成的氦-2不稳定,所以不可行。而太阳上四个氕合成氦4,或者氕+氘反应合成氦-3,需要极高的温度和压力,人类做不到。所以通常说的可控核聚变就是用氘+氚聚变得到氦-4和中子。可是这个多出来的中子无法控制,会带走热量还会毁坏核聚变容器(这个问题基本上无解,搞"人造太阳"的专家不会告诉媒体)。所以人类唯一的希望就是:氦3+氘生成氦4和质子。那么问题来了,氦3只有月亮上才有。。。。。。
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