正在进行安全检测...
发布时间：2024-03-09 13:24:06
可控核聚变用于发电的可能性摘要：随着地球的常规能源不断减少，使人们的关注重点从常规化石能源转向了有很大发展前景的新能源，而新能源中的核能虽不可再生，但如果我们能较好的控制其能量的释放过程，我们就可以不会担心能源危机了。虽然世界上有一些国家已经通过核裂变产生的能量建立了发电站，但核裂变虽然能产生巨大的能量，但远远比不上核聚变，裂变堆的核燃料蕴藏极为有限，不仅产生强大的辐射，伤害人体，而且遗害千年的废料也很难处理，核聚变的辐射则少得多，核聚变的燃料可以说是取之不尽，用之不竭。核聚变要在近亿度高温条件下进行，这近亿度的温度怎么产生，怎么样控制核聚变缓慢的释放能量以用于发电，是我们需要解决的问题，也是可控核聚变是否能用于发电的关键。
关键词：可控核聚变 托卡马克装置 氢的同位素氘、氚及惰性气体3He（氦－3） 循环热核反应 等离子放电 发电
核聚变反应堆系指在其中维持可控核聚变反应的装置。它可分磁约束核聚变反应堆、激光核聚变反应堆等。核反应堆的基本组成是堆芯、控制系统及冷却系统等。堆芯是发生核裂变和核聚变反应的部位，冷却剂流过堆芯将核裂变或核聚变反应发出的热量带走。控制系统用来控制核裂变或核聚变反应速度。
在极高温度和压力下，将两个轻原子核（氘和氚）聚合成一个较重的原子核，从而释放出巨大的能量和放射线的过程。太阳上每时每刻都在发生聚变反应，氢弹爆炸就是利用聚变过程实现的，受控核聚变就是全世界在研究的重大技术，受控核聚变的成功和商业推广应用，将为人类找到一条保证长期稳定能源供应的有效途径。受控核聚变过程，必须用人为的办法使氘和氚的等离子体达到足够高的温度和密度，通常要加热到上亿度温度，而且要对相互排斥的等离子体加以约束。磁约束和惯性约束是实现等离子体约束的两种办法。
目前，正在研究的核聚变实验方法是磁约束聚变和激光聚变等办法。
我们现在就进行技术开发的话，它就可以取代煤和石油，煤和石油一旦用完了，核能就跟上去了，这是一个优点。进一步来讲，除了有裂变能以外，还有一种是两个氢的同位素的原子核聚合成一个原子核，这样在聚合的过程当中质量少了一点，也变成巨大能量。而这聚变发出的能量比铀裂变还要大。热核聚变目前是把氘和氚聚变。氢原子核里面只有一个质子，氘原子核里面有一个质子加一个中子，氚是一个质子加两个中子，氘和氚聚变合到一起就变成氦气，一般是氘氚产生的聚变能要比裂变能大四倍。为什么氢弹比原子弹厉害，因为氢弹采取聚变的原理，原子弹采用裂变的原理。聚变的能量比裂变能量大很多。同等质量是它的四倍。但是氘和氚合成的温度要到几千万乃至上亿度，非常苛刻的温度条件。原子弹爆炸就能产生几千万度的温度，故氢弹里一定有一个原子弹来提供巨大的温度。我们要发展可控的热核反应，与氢弹不同。那么我们怎么获得那么高的温度呢?这就像我们点火，要达到燃烧物的点火温度一样，才能触发其反应。关于核聚变的“点火”问题，激光技术的发展，使可控核聚变的“点火”难题有了解决的可能。目前，世界上最大激光输出功率达100万亿瓦，足以“点燃”核聚变。除激光外，利用超高额微波加热法，也可达到“点火”温度。世界上不少国家都在积极研究受控热核反应的理论和技术，美国、俄罗斯、日本和西欧国家的研究已经取得了可喜的进展。1991年11月9日17时21分，物理学家们用欧洲联合环形聚变反应堆在1.8秒种里再造了“太阳”，首次实现了核聚变反应，温度高达2×108℃，为太阳内部温度的10倍，产生了近2兆瓦的电能，从而使人类多年来对于获得充足而无污染的核能的科学梦想向现实大大靠近了一步。2006年9月28日 核电世界领先的中国新一代热核聚变装置EAST（人造太阳）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。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成为世界上第一个建成并真正运行的全超导非圆截面核聚变实验装置，它将在未来10年内保持世界先进水平。 根据现在的科技发展程度，我们已经为点火条件提供了一定的基础 。
正在进行安全检测...
