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全超導核聚變有什麼用

全超導核聚變有什麼用

  首先說一下核聚變是根據愛因斯坦的E=MC*2公式,輕核物質(DT)發生聚合反應,釋放高能量,可控的穩態持續的核聚變可以解決能源問題,比裂變能有很多的好處,但是技術要求也更苛刻。為什麼全超導?因為約束聚變反應需要提供一個穩態的強磁場約束住高溫的聚變等離子體,全超導磁體不僅像普通磁體那樣能夠提供更持久的,更高的磁場。

核聚變需要多少能量

  傳統核能應用的是核裂變原理,而各國競相追逐的一個新的制高點,則是受控核聚變能的開發。

  1、核聚變是兩個或兩個以上的較輕原子核,在超高溫、高壓等特定條件下聚合為一個較重的原子核,由於該反應必須在攝氏1億至5億度的極高溫下進行,故稱為熱核反應;

  2、據計算,1公斤熱核聚變燃料釋放出的能量為核裂變的4倍。核聚變的原料主要是氫、氘和氚。一旦受控核聚變發電得以實現,困擾人類多年的能源危機將有可能從根本上得到解;

  3、太陽和恆星內部時刻在進行核聚變,所以才放出巨大的光和熱。

為什麼可控核裂變無法代替可控核聚變

  可控核聚變還在研究中,並沒有實現。要實現它是非常困難的。可控核裂變已經實現了。但是裂變材料在地球上是稀有金屬。所以可控核裂變可能幾百年就沒有。各有各的優勢,一個造價成本低,一個原料成本低。不受控的核聚變就是氫彈,這個已經沒問題了。但受控的核聚變還不行。有兩個原因。一是聚變反應的速率無法控制。核電站是受控核裂變反應。反應速率靠控制反應時產生的中子數量來實現。想讓反應進行得快一點,就把中子吸收劑抽出來一點,中子多了,反應速率就加快了。想讓反應進行得慢一點,就把中子吸收劑多放進去一些,中子少了,反應就進行得慢了。當把中子吸收劑完全放進去時,所有中子都被吸收了,裂變反應就基本中止了。但聚變反應就不一樣。聚變反應需要極高的溫度和極大的物質密度。一旦達到反應條件,靠什麼來控制反應速率呢?既要保持上千萬度的反應溫度,又要只讓一部分氫核相互反應,另外大部分氫核不反應,現在還沒辦法。二是找不到放置核聚變反應的容器。聚變反應需要上千萬度的反應溫度,又要保持極高的物質密度,而且一旦反應開始進行,產生的能力會使內部壓力急劇升高。那把聚變反應放在哪裡進行呢?有什麼東西能把正在反應的氫燃燒裝進去,既能在上千萬度的溫度下不熔化,又能承受反應時內部巨大的壓力呢?至少在現在,還找不出這樣的材料。有人設想用極強的電磁能把反應限制在一定的體積內,但目前還實現不了。所以,目前受控核裂變反應還無法實現。


聚變和核裂變有什麼區別

  1、核裂變是一個原子核分裂成幾個原子核的變化。只有一些質量非常大的原子核像鈾、釷等才能發生核裂變。這些原子的原子核在吸收一箇中子以後會分裂成兩個或更多個質量較小的原子核,同時放出二個到三個中子和很大的能量,又能使別的原子核接著發生核裂變,使過程持續進行下去,這種過程稱作鏈式反應。原子核在發生核裂變時,釋放 ...

太陽內部是聚變還是裂變

  原因:太陽的原始高溫是由它的內部壓力而來,根據萬有引力定律原理,物體的質量越大,其引力就越大。   太陽的發展:早年的太陽在滾雪球般發展時,隨著質量的增加,引力也愈強,吸引周圍的物質就越多,就更增加了質量,如此迴圈,太陽的質量越來越大。同時質量越大內部壓力越大,從而溫度不斷的升高。產生熱核聚變的條件是要有 ...

聚變的方向

  冷核聚變是指在接近常溫常壓和相對簡單的裝置條件下發生核聚變反應。核聚變反應中,多個氫原子核被強行聚合形成一個重原子核,並伴隨能量釋放,也稱為低能量核反應。   冷核聚變是指在相對低溫(甚至常溫)下進行的核聚變反應,這種情況是針對自然界已知存在的熱核聚變(恆星內部熱核反應)而提出的一種概念性‘假設’,這種設 ...

為什麼稀有元素不用聚變來生產

  核聚變一般指氫元素轉化成氦釋放能量。但有些元素轉化為其他元素時則需要吸收能量。這能量可是巨大的幾乎無法保持反應的進行。稀有元素是自然界中儲量、分佈稀少且人類應用較少的元素總稱。稀有元素常用來製造特種金屬材料,如特種鋼、合金等,在飛機、火箭、原子能等工業領域屬於關鍵性材料。常用的稀有金屬有鋰、鈦、鐳等。 ...

核裂變和聚變哪個能控制

  1、核裂變,又稱核分裂,是指由重的原子核分裂成兩個或多個質量較小的原子的一種核反應形式。原子彈或核能發電廠的能量來源就是核裂變。其中鈾裂變在核電廠最常見,熱中子轟擊鈾235原子後會放出2到4箇中子,中子再去撞擊其它鈾235原子,從而形成鏈式反應;   2、核聚變,又稱核融合、融合反應、聚變反應或熱核反應。 ...

可控聚變到底難在哪裡五十年內有沒有希望實現

  核聚變反應的苛刻條件,很難對其進行有效地控制。五十年內實現的機率很低。核裂變透過分裂原子產生能量,但核聚變剛好相反。透過把較輕的原子核通常是氫原子結合在一起,核聚變產生的能量比核裂變高出數倍。核聚變在超高溫和高壓的條件下進行,本身維持這種反應就已經很困難,再加上逃逸電子可能會損壞甚至摧毀核聚變反應堆,從而 ...

什麼是聚變反應

  核聚變,又稱核融合,是指由質量小的原子,比方說氘和氚,在一定條件下(如超高溫和高壓),發生原子核互相聚合作用,生成中子和氦,並伴隨著巨大的能量釋放的一種核反應形式。原子核中蘊藏巨大的能量。根據質能方程E=mc²,原子核之靜質量變化(反應物與生成物之質量差)造成能量的釋放。如果是由重的原子核變化為輕的原子核 ...