超难问题 (核聚变)

发布网友发布时间：2023-09-27 10:37

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热心网友时间：2024-12-01 01:52

本人研究核聚变已好几年爱因斯坦（Einstein）的「质能关系」（）的有趣之处，是它让我们知道能量是可以从毁灭物质的过程中得来。但小心！我们并非在谈燃煤或石油来提取能量，因它们的总质量并没有因燃烧而减少。质量的真正减少只出现在当一个重的原子核*成两个较轻的原子核（核裂变）、或当两个较轻的原子核合而为一（核聚变）的时候。这是因为不同的原子核有不同数目的核子（nucleon）（包括质子和中子），所以需要不同的能量（称为结合能）才可以把那些互相排斥的质子围在原子核内。这结合能从何而来呢？我们发现原来原子核的总质量是少于那些自由状态的质子和中子的总质量。试看看这个例子：是用于核能发电的燃料。它有92个质子及143个中子。如果和是质子和中子的自由状态质量，你就会发觉的核心是轻于92+ 143的，而这质量的差别称为「质量亏损」，正是按照爱因斯坦的质能关系转变为结合能。在核裂变的过程中，的原子核需要吸收一个慢慢移动的中子（称为热中子）才可以裂变成两个较稳定的原子核。注意这些裂变产物仍是放射性的。在裂变过程中，可*为任何两个较少的原子核，只要它们的总质子数目是92及总中子数目是144 (143+1) 即可。以下的例子便有3个高能中子产生出来。这3个中子差不多带走所有能量Q，因为它们的质量比裂变出来的产物小得多。所以如果把这些中子的能量利用来将水加热并转为蒸气，即可以推动发电机来发电。减慢了速度的中子又可以被另一个吸收而导致裂变及释放能量。这个重复的过程称为「连锁反应」。同样地，如果聚合了的原子核比原来的两个原子核更稳定，那多出的能量就会被释放出来，如图一所示。你可能想知道每个核反应会产生多大能量，试猜猜要多少个核聚变才可煮沸一杯水？很难猜到的，因为要用上数千万亿个核反应才足够！
核聚变，又称核融合。是指由质量小的原子，主要是指氘或氚，在一定条件下（如超高温和高压），发生原子核互相聚合作用，生成新的质量更重的原子核，并伴随着巨大的能量释放的一种核反应形式。原子核中蕴藏巨大的能量，原子核的变化（从一种原子核变化为另外一种原子核）往往伴随着能量的释放。如果是由重的原子核变化为轻的原子核，叫核裂变，如原子弹爆炸；如果是由轻的原子核变化为重的原子核，叫核聚变，如太阳发光发热的能量来源。相比核裂变，核聚变几乎不会带来放射性污染等环境问题，而且其原料可直接取自海水中的氘，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核聚变，主要如氢弹的爆炸。但是要想能量可被人类有效利用，必须能够合理的控制核聚变的速度和规模，实现持续、平稳的能量输出。科学家正努力研究如何控制核聚变，但是现在看来还有很长的路要走。 2005年，部份科学家相信已经成功做出小型的核聚变1，并且得到初步验证2。首个实验核聚变发电站将选址可控核聚变 The Proton-proton chain dominates in stars the size of the Sun or *** aller. 碳循环是重于太阳恒星的主要产能方式。目前主要的几种可控核聚变方式：超声波核聚变激光约束（惯性约束）核聚变磁约束核聚变（托卡马克）详细请看zh. *** /wiki/%E6%A0%B8%E8%81%9A%E8%AE%8A
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