1、实现核聚变的解决方案主要是哪几种
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)
2、核聚变的原理是什么?
核聚变的原理是:
在极高的温度和压力下才能让核外电子摆脱原子核的束缚,让两个原子核能够互相吸引而碰撞到一起,发生原子核互相聚合作用,生成新的质量更重的原子核(如氦),中子虽然质量比较大,但是由于中子不带电,因此也能够在这个碰撞过程中逃离原子核的束缚而释放出来。
大量电子和中子的释放所表现出来的就是巨大的能量释放。这是一种核反应的形式。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。核聚变是核裂变相反的核反应形式。
(2)原子聚变游戏攻略扩展资料
一、核聚变优势
1、核聚变释放的能量比核裂变更大。
2、既干净又安全。因为它不会产生污染环境的放射性物质,所以是干净的。同时受控核聚变反应可在稀薄的气体中持续地稳定进行,所以是安全的。
3、燃料供应充足,地球上重氢有10万亿吨(每1升海水中含30毫克氘,而30毫克氘聚变产生的能量相当于300升汽油)。
二、核聚变应用条件
产生可控核聚变需要的条件非常苛刻。我们的太阳就是靠核聚变反应来给太阳系带来光和热,其中心温度达到1500万摄氏度,另外还有巨大的压力能使核聚变正常反应。
而地球上没办法获得巨大的压力,只能通过提高温度来弥补。核聚变如此高的温度没有一种固体物质能够承受,只能靠强大的磁场来约束。由此产生了磁约束核聚变。
3、核聚变需要什么材料?
核聚变材料为:D(氘)和T(氚),两者为H(氢的同位素),每1升海水中含30毫克氘
4、核聚变是怎样发现的?
轻核聚合为轻重核的反应。反应过程中释放大量能量,在这个核反应中共zhidao消耗6个氘,释放能量43.2兆电子伏特(MeV),平均每个核子释放能量3.6 MeV,比裂变反应中平均每个核子释放的能量约大4倍,1千克氘全部聚变释放的能量相当1.1万吨煤的燃烧热。聚变物质H在自然界蕴藏极为丰富,普遍存在自然界的水中,重水(D2O)约占普通水的1/7000,估计地球上的海水约1×1018吨,按此计算,氘核的含量为3×1016千克,共可释放聚变能为1×1031焦耳,足供人类使用百亿年。聚变产物主要是稳定的回,和裂变反应相比,放射性污染小得多,也容易处理得多。因此轻核聚变是一种解决地球上终将枯竭的能源问题的理想途径。
要从核聚变获取能量,只能采用高温等离子体的聚变反应方式,即热答核聚变反应方式。非受控的即爆炸式的热核聚变,即热核弹已经实现;受控热核聚变尚处于实验研究阶段。
核聚变也是宇宙中能量的主要来源,太阳和其他许多恒星能不断光芒四射,是轻核聚变的结果。
5、什么是原子核的聚变
就是发生聚变反应,低原子序数的核聚合成高原子序数的核,一般常见的是氢核聚变成氦核,能放出巨大能量,太阳的能量主要就是这种途径释放的
6、核聚变为什么那么难以控制?
核聚变反应是指在高温条件下,两个轻核以极高的热速度相互碰撞,发生核聚变,形成一个较重的原子核,并来释放出能量。因必须在极高的压力、温度条件下,轻核才有足够的动能去克服静电斥力而发生持续的聚变,因此,聚变反应也称“热核聚变反应”或“热核反应”。
核聚变的原料主要是氢、氘和氚。氘、氚都是氢的同位素。核聚变是取得核能的重要途径之一。用核聚变原理造出来的氢弹源是靠先爆发一颗核裂变原子弹而产生的高热,来触发核聚变起燃器,使氢弹得以爆炸。
实现可控核聚变的条件更苛刻。试想,当两个带正电的球相互接近时,它们会互相排斥,只有使用更大的力才能使两者互相接近。可控核聚变也是这样,由于知所有的原子核都带正电,当两个原子核越接近时,其静电斥力越大。为了使两个核发生聚变反应,必须使两个原子核的一方或双方有足够的能量,以克服它们之间的静电斥力。而核子之间的吸引力————核力是短程力,只有当两道个原子核相互接近达到约万亿分之三毫米时,核力才能起作用。这时由于核力大于静电斥力,使两个原子聚合到一起,并放出巨大的能量。
7、氦3如何聚变
当氦星核中心的温度达到1亿开时,氦燃烧被点燃。
氦燃烧把三个氦原子核聚合成一个碳原子核。由此生成的碳原子核又可吸收一个氦原子核,生成氧原子核。氧原子核还可吸收一个氦原子核,生成氖原子核,不过发生这一反应的概率很低。至于氖原子核进一步吸收氦原子核的概率就更低了,可以忽略不计。恒星的氦燃烧速度比氢燃烧快得多,对于太阳,氦燃烧阶段只能持续大约20亿年。
氦-3是一种核聚变发电燃料。用氦-3进行核聚变反应具有很多优点:①反应产生的能量更大;②传统的氚核反应过程中,伴随核聚变能的产生,要产生大量的高能中子,而这些中子能够对核反应装置产生广泛的放射性损伤;相反的,若用氦- 3作为反应物,则主要产生高能质子而不是中子,对环境保护更为有利;③氚本身具有放射性,氦-3不仅没有放射性,而且反应过程易于控制。因此氦-3是一种清洁、高效、安全的核聚变发电燃料。
氦-3不仅是核聚变发电燃料,而且也是火箭和飞船的燃料,未来的载人火星飞船,可以从月球上添加这种燃料,然后飞往火星。另外,从月球土壤中每提取一吨氦-3,可得到6300吨氢、70吨氮和1600吨碳。氢也可以作火箭燃料,同时如与氧结合,还可以制成水。
月壤中氦-3的含量较为稳定。根据“阿波罗”飞行和月球探测器的结果计算分析,月壤中氦-3资源总量可达100万~500万吨。而地球上天然气可提取的氦-3 是非常少的,大约只有15~20吨。
建设一个500兆瓦的氦-3核聚变发电站,每年消耗的氦-3仅需50千克。如果美国全部采用氦-3核聚变发电, 年发电总量仅需消耗25吨的氦-3,而中国仅需要8吨。全世界的年总发电量约需100吨氦-3。换句话说,月壤中的氦-3可供应地球能源需求上千年。另外,氦-3 的能量回报率为270,原子能发电的能量回报率为20,煤为16。
将来如果在月球上建立核聚变发电站,将发出的电能传输到静止轨道上的中继卫星,再传送到位于地球上的接收站,然后再分配到各个地区,即可供用户使用。另外,也可以将月球表面的尘埃收集起来,从中分离出氦-3,然后将其变成液态带回地球。科学家计算,每年只需发射2~3艘载重50吨的货运飞船到月球上去,从月球上运回100至150吨的氦-3,即可供全人类作为替代能源使用一年,而它的运输费用只相当于目前核能发电的几十分之一
8、核聚变的基本原理是什么?
核聚变是指抄由质量小的原子,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百,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。
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,当然也不度产生温室气体,基本不污染环境。
核聚变的原理知就像烧火,需要高温才能够反应,而且这个温度要达到好几百万摄道氏度,当少于这个温度的时候,聚变就会停止,如同燃烧的煤,火烧的不旺煤就就会熄灭。
9、核聚变 的知识
核聚变(nuclear fusion),又称核融合、融合反应、聚变反应或热核反应[1] 核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),只有在极高的温度和压力下才能让核外电子摆脱原子核的束缚,让两个原子核能够互相吸引而碰撞到一起,发生原子核互相聚合作用,生成新的质量更重的原子核(如氦),中子虽然质量比较大,但是由于中子不带电,因此也能够在这个碰撞过程中逃离原子核的束缚而释放出来,大量电子和中子的释放所表现出来的就是巨大的能量释放。这是一种核反应的形式。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。核聚变是核裂变相反的核反应形式。科学家正在努力研究可控核聚变,核聚变可能成为未来的能量来源。
核聚变燃料可来源于海水和一些轻核,所以核聚变燃料是无穷无尽的。 人类已经可以实现不受控制的核聚变,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。
最简单的核聚变装置如下:先电解水生成氢气和氧气。再把氢气低温压缩成固态氢,置于厚重的水泥封装中。水泥封装内有动力水,冷却水系统。根据四个氢核聚变一个氦核放热原理,需要陶瓷减速棒。可利用核裂变反应在中心点火。最后核聚变会一直进行,根据热胀冷缩原理核燃料体积会减少,加入融化的减速棒即可。动力水要连接蒸汽轮机用来发电。
10、原子的结构是怎么样的?能不能给我解释下核聚变!以及原子里面的结构关系
原子由原子核与核外电子构成。其中原子核又由质子和中子构成,电子在原子内一些特定的稳定的轨道上绕核运动。既然电子在原子核外是分层排布的,那么当有若干个电子时,它们是怎样分布在不同电子层上的?
我们将电子离核远近把电子层分为第1层、第2层……第7层(或者以K、L、M、N、O、P、Q)表示。离核近的电子层能量低,离核远的电子层能量高,第n个电子层最多能容纳的电子数为2n2个(例如第1层最多容纳2*1^2=2个,第2层最多容纳2*2^2=8个)。
根据能量最低原理,电子总是优先占据能量低的电子层(例如C,6个电子其中2个先占据K层,然后4个占据L层)。最外层电子数不能超过8,次外层电子数不能超过18……
根据洪特规则,当电子层处于全满、全空状态比较稳定(暂时不讨论半满,因为我这里讲的是电子层,而不是spd等轨道)。
以钠原子为例:
它的核外电子排布为K2 L8 M1
最外层要达到全满的稳定结构,要么失去1个电子成为K2 M8,要么得到7个电子成为K2 M8 L8,失去1个电子比得到7个电子容易得多,所以钠原子易失去1个电子。钠原子失去1个电子后电子数比核电荷数(质子数)少1,带1个单位正电荷,成为钠离子(Na+)。
在原子中,1个电子带1个单位负电荷,1个质子带1个单位正电荷,质子数等于核外电子数,所以原子不带电。原子得失电子后会转变成离子:原子得电子带负电,称为阴离子,原子失电子带正电,称为阳离子。离子就是带电的原子或者原子团。
核聚变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,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。
核聚变的过程与核裂变相反,是几个原子核聚合成一个原子核的过程。只有较轻的原子核才能发生核聚变,比如氢的同位素氘(dao)、氚(chuan)等。核聚变也会放出巨大的能量,而且比核裂变放出的能量更大。太阳内部连续进行着氢聚变成氦过程,它的光和热就是由核聚变产生的。
核聚变能释放出巨大的能量,但目前人们只能在氢弹爆炸的一瞬间实现非受控的人工核聚变。而要利用人工核聚变产生的巨大能量为人类服务,就必须使核聚变在人们的控制下进行,这就是受控核聚变。
实现受控核聚变具有极其诱人的前景。不仅因为核聚变能放出巨大的能量,而且由于核聚变所需的原料——氢的同位素氘可以从海水中提取。经过计算,1升海水中提取出的氘进行核聚变放出的能量相当于100升汽油燃烧释放的能量。全世界的海水几乎是“取之不尽”的,因此受控核聚变的研究成功将使人类摆脱能源危机的困扰。
但是人们现在还不能进行受控核聚变,这主要是因为进行核聚变需要的条件非常苛刻。发生核聚变需要在1亿度的高温下才能进行,因此又叫热核反应。可以想象,没有什么材料能经受得起1亿度的高温。此外还有许多难以想象的困难需要去克服。
尽管存在着许多困难,人们经过不断研究已取得了可喜的进展。科学家们设计了许多巧妙的方法,如用强大的磁场来约束反应,用强大的激光来加热原子等。可以预计,人们最终将掌握控制核聚变的方法,让核聚变为人类服务。