浩劫重生 - he聚变(资料可tiao过)

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    聚变,即轻原(氘和氚)结合成较重的原(氦)时放大能量。

    反应[1],或原的聚变反应,是当前很有前途的新能源。参与反应的轻原,如氢(氕)、氘、氚、锂等从运动获得必要的动能而引起的聚变反应(参见聚变)。反应是氢弹爆炸的基础,可在瞬间产生大量能,但目前尚无法加以利用。如能使反应在一定约束区域据人们的意图有控制地产生与行,即可实现受控反应。这正是目前在行试验研究的重大课题。受控反应是聚变反应堆的基础。聚变反应堆一旦成功,则可能向人类提供最清洁而又是取之不尽的能源。

    [编辑本段]定义

    聚变是指由质量小的原,主要是指氘或氚,在一定条件(如超温和压),发生原互相聚合作用,生成新的质量更重的原,并伴随着大的能量释放的一反应形式。原蕴藏大的能量,原的变化(从一变化为另外一)往往伴随着能量的释放。如果是由重的原变化为轻的原,叫裂变,如原弹爆炸;如果是由轻的原变化为重的原,叫聚变,如太发光发的能量来源。

    相比裂变,聚变几乎不会带来放污染等环境问题,而且其原料可直接取自海的氘,来源几乎取之不尽,是理想的能源方式。

    目前人类已经可以实现不受控制的聚变,如氢弹的爆炸。但是要想能量可被人类有效利用,必须能够合理的控制聚变的速度和规模,实现持续、平稳的能量输。科学家正努力研究如何控制聚变,但是现在看来还有很的路要走。

    目前主要的几可控聚变方式:

    超声波聚变

    激光约束(惯约束)聚变

    磁约束聚变(托卡克)

    [编辑本段]补充

    每克氘聚变时所释放的能量为5.8x108kj,大于每克铀235裂变时所释放的能量(8.2x107kj)。从能源的角度考虑,聚变有几个方面比裂变优越:其一,聚变产是稳定的氦,没有放污染产生,没有难于理的废料;其二,聚变原料氘的资源比较丰富,在海氘和氢之比为1.5x10-4∶1,地球上海总量约为1018吨,其蕴藏着大量的氘,提炼氘比提炼铀容易得多。遗憾的是这个聚变反应需要非常的温度,以克服两个带正电的氘之间的大排斥力(从理论计算,要克服这库仑斥力需要109c的温)。氢弹的制造原理,就是利用一个小的原弹作为引爆装置,产生瞬间温引发上述聚变反应发生烈爆炸。氢元素的几同位素之间能发生多聚变反应,这变化过程存在于宇宙之间,太来的大能量就来源于这类聚变。但我们目前尚没有办法在地球上利用这类聚变发电,怎样能取得这样的温度?用什么材料制造反应?怎样控制聚变过程等各问题尚无答案。

    补充:聚变装置的最新消息:

    新华网合9月29日电(记者喻菲蔡程士华)世界领先的国新一代聚变装置east28日首次成功完成了放电实验,获得电200千安、时间接近3秒的温等离放电。

    负责这一项目的国科学院等离所所李建刚研究员在接受新华社记者采访时说,此次实验实现了装置1亿度温,等离建立、圆截面放电等各阶段的理实验,达到了预期效果。

    工艺鉴定组专家、科院基础科学研究局金铎研究员在实验后的新闻发布会上宣布,east通过国家“九五”大科学工程工艺鉴定。参与east研究合作的国通用原能公司盖瑞·杰克逊博士说:“east成为世界上第一个建成并真正运行的全超导非圆截面聚变实验装置,它将在未来10年保持世界先平。”

    据了解,east装置是国耗时8年、耗资2亿元人民币自主设计、自主建造而成的。

    记者在实验控制室看到,这个近似圆形的大型由特无磁不锈钢建成,约12米、直径约5米,据介绍其总重量达400吨。

    李建刚研究员说,与国际同类实验装置相比,east是使用资金最少、建设速度最快、投运行最早、运行后获得等离放电最快的先聚变实验装置。

    “这意味着人类在聚能研究利用领域取得重大步,也标志着国在这一领域国际先平”,李建刚说。

    人们认识聚变是从氢弹爆炸开始的。氢弹爆炸时释放极大的能量,给人类带来的是灾难。而科学家们却希望发明一装置,可以有效地控制“氢弹爆炸”的过程,让能量持续稳定的输,以解决人类面临的能源短缺危机。

    、法等国在20世纪80年代期发起了耗资46亿欧元的国际实验反应堆(iter)计划,旨在建立世界上第一个受控聚变实验反应堆,为人类输送大的清洁能量。这一过程与太产生能量的过程类似,因此受控聚变实验装置也被俗称为“人造太”。

    国于2003年加iter计划。位于安徽合科院等离所是这个国际科技合作计划的国主要承担单位,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克,即两者的等离位形及主要的工程技术基础是相似的,而east至少比iter早投实验运行10至15年。因此,无论从人才培养和奠定工程技术及理基础的角度上说,east都将为iter计划重要的、实质的贡献,并而为人类开发和最终使用聚变能重要贡献。

    不过,万元熙研究员说,虽然“人造太”的奇观在实验室初现,但离真正的商业运行还有相当的距离,它所发的电能在短时间还不可能人们的家。但他预测,据目前世界各国的研究状况,这一梦想最快有可能在30-50年后实现。

    万元熙说,未来的稳态运行的聚堆用于商业运行后,所产生的能量够人类用数亿年乃至数十亿年。从远来看,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“能文明”。

    [编辑本段]原理

    简单的回答:因斯坦质能方程e=mc2.

    原发生聚变时,有一分质量转化为能量释放来。

    只要微量的质量就可以转化成很大的能量。

    两个轻的原相碰,可以形成一个原并释放能量,这就是聚变反应,在这反应所释放的能量称聚变能。聚变能是能利用的又一重要途径。

    最重要的聚变反应有:

    式d是氘(重氢)、t是氚(超重氢)。以上两组反应总的效果是:

 



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