可控核聚变真实存在很多人可能怀疑是不是真的能够做到“可控核聚变”。相比可控核裂变来讲,可控核聚变的优势在于,可控核聚变俗称人造太阳,因为太阳的原理就是核聚变反应,太阳无时无刻不在进行这核聚变反应,太阳的核心其实就是可控核聚变,可控核聚变是指人们可以控制核聚变的开启和停止,以及随时可以对核聚变的反应速度进行控制。

1、可控核聚变的难点在哪里

可控核聚变的难点在哪里

对能源的利用方式,决定了人类文明进步的程度。懂得了用火,人便从猴变成了人;懂得了用电,人类便进入了电气时代;掌握了核变,划时代的核能时代便开始了,风能水能太阳能,这些不值一提,因为它们的能源太不密集了,不堪重用。虽然人类已经懂得了利用核能,但现在还主要是通过核裂变的方式获取能源,看似已经很厉害了,但是核裂变是最低端的核能利用方式,

这时候,核聚变的优势就体现出来了:核聚变不会产生核辐射污染,完全清洁能源,即便发生核事故,也不会像核裂变核电站产生那么恐怖的危害;核聚变的原料为重水,可以从海水中提炼,多的是,而核裂变的原料为铀,相对来说就很稀有了。但是核聚变虽然满星空都是,但可控核聚变实现起来却并没有那么容易,条件要比核裂变要苛刻得多:核聚变的温度需要1亿度,这样高的温度实现起来非常困难,

氢弹是不可控的核聚变技术,氢弹里边必须要装一颗原子弹,才能将氢弹引爆。如何实现这样的温度,现在采用的是激光聚焦的方法,即通过全方位的激光聚焦,让中心物质发生向心塌缩聚变,但这一技术说起来容易,做起来就非常困难。另一个难度是,如此高的温度,应该找个什么样的“容器”来装它?这种装置被称之为托卡马克,它的原理是利用磁场将高温等离子体约束在里边,

核聚变是两个较轻的原子核聚合为一个较重的原子核,并释放出能量的过程。自然界中最容易实现的聚变反应是氢的同位素——氘与氚的聚变,这种反应在太阳上已经持续了50亿年,可控核聚变俗称人造太阳,因为太阳的原理就是核聚变反应。核聚变反应主要借助氢同位素,核聚变不会产生核裂变所出现的长期和高水平的核辐射,不产生核废料,当然也不产生温室气体,基本不污染环境。

要想控制核聚变必须解决两个问题,高温与高压:高温可以让粒子运动速度加快;高压,可以是粒子运动范围缩小,而这两个都能提高粒子相互撞击的概率,太阳无时无刻不在进行这核聚变反应。为什么它能那么稳定持续的输出能量呢?因为太阳发生反应的内核,温度在一千到两千万度左右,并且有着强大的引力约束,所以原子核相撞的前提就有了。

在地球上要达到上亿度,这么高的温度的等离子体,增压才能控制住,保证反应装置不被“烫”坏?目前主流的方法都是磁约束,这些高温等离子体,被磁场拘在一起,维持聚变的状态,不停的旋转运动。如果把核聚变反应堆看成一个火炉,第一个问题就相当于“怎么点火”,第二个问题相当于“怎么保证不把炉子烧穿”,对第一个问题的回答,惯性约束激光点火是一条思路。

把聚变燃料放在一个弹丸内部,用超强激光照射弹丸,瞬间达到高温,弹丸外壁蒸发掉,并把核燃料向内挤压,美国的“国家点火装置”和中国的“神光三号”等实验装置,走的就是这条路。对第二个问题的回答,磁约束是一条思路,把聚变燃料做成等离子体(原子核和电子分离,都可以自由流动),用超强磁场约束等离子体,让它们悬空高速旋转,不跟容器直接接触。

EAST等托卡马克装置,走的就是这条路,然而这两条路是互相矛盾的。聚变燃料如果处于静止,就很难不把容器烧穿;而如果处于运动中,聚焦点火又变得困难,这就是可控核聚变难度如此之大的原因。人类投入了大量的资源、资金和时间,却收效甚微,核聚变几乎是绝无仅有的一个,甚至不能确定现在聚变方案,磁约束(托卡马克、仿星器、箍缩等)、惯性约束是否真的可行,但人类必须坚持下去,因为我们承担不起失败的后果,

2、核聚变为什么不可控?难关在哪里?

核聚变为什么不可控难关在哪里


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