1、實現核聚變的解決方案主要是哪幾種
目前主要的幾種可控核聚變方式:
超聲波核聚變
激光約束(慣性約束)核聚變
磁約束核聚變(托卡馬克)
2、核聚變的原理是什麼?
核聚變的原理是:
在極高的溫度和壓力下才能讓核外電子擺脫原子核的束縛,讓兩個原子核能夠互相吸引而碰撞到一起,發生原子核互相聚合作用,生成新的質量更重的原子核(如氦),中子雖然質量比較大,但是由於中子不帶電,因此也能夠在這個碰撞過程中逃離原子核的束縛而釋放出來。
大量電子和中子的釋放所表現出來的就是巨大的能量釋放。這是一種核反應的形式。原子核中蘊藏巨大的能量,原子核的變化(從一種原子核變化為另外一種原子核)往往伴隨著能量的釋放。核聚變是核裂變相反的核反應形式。
(2)原子聚變游戲攻略擴展資料
一、核聚變優勢
1、核聚變釋放的能量比核裂變更大。
2、既干凈又安全。因為它不會產生污染環境的放射性物質,所以是干凈的。同時受控核聚變反應可在稀薄的氣體中持續地穩定進行,所以是安全的。
3、燃料供應充足,地球上重氫有10萬億噸(每1升海水中含30毫克氘,而30毫克氘聚變產生的能量相當於300升汽油)。
二、核聚變應用條件
產生可控核聚變需要的條件非常苛刻。我們的太陽就是靠核聚變反應來給太陽系帶來光和熱,其中心溫度達到1500萬攝氏度,另外還有巨大的壓力能使核聚變正常反應。
而地球上沒辦法獲得巨大的壓力,只能通過提高溫度來彌補。核聚變如此高的溫度沒有一種固體物質能夠承受,只能靠強大的磁場來約束。由此產生了磁約束核聚變。
3、核聚變需要什麼材料?
核聚變材料為:D(氘)和T(氚),兩者為H(氫的同位素),每1升海水中含30毫克氘
4、核聚變是怎樣發現的?
輕核聚合為輕重核的反應。反應過程中釋放大量能量,在這個核反應中共zhidao消耗6個氘,釋放能量43.2兆電子伏特(MeV),平均每個核子釋放能量3.6 MeV,比裂變反應中平均每個核子釋放的能量約大4倍,1千克氘全部聚變釋放的能量相當1.1萬噸煤的燃燒熱。聚變物質H在自然界蘊藏極為豐富,普遍存在自然界的水中,重水(D2O)約占普通水的1/7000,估計地球上的海水約1×1018噸,按此計算,氘核的含量為3×1016千克,共可釋放聚變能為1×1031焦耳,足供人類使用百億年。聚變產物主要是穩定的回,和裂變反應相比,放射性污染小得多,也容易處理得多。因此輕核聚變是一種解決地球上終將枯竭的能源問題的理想途徑。
要從核聚變獲取能量,只能採用高溫等離子體的聚變反應方式,即熱答核聚變反應方式。非受控的即爆炸式的熱核聚變,即熱核彈已經實現;受控熱核聚變尚處於實驗研究階段。
核聚變也是宇宙中能量的主要來源,太陽和其他許多恆星能不斷光芒四射,是輕核聚變的結果。
5、什麼是原子核的聚變
就是發生聚變反應,低原子序數的核聚合成高原子序數的核,一般常見的是氫核聚變成氦核,能放出巨大能量,太陽的能量主要就是這種途徑釋放的
6、核聚變為什麼那麼難以控制?
核聚變反應是指在高溫條件下,兩個輕核以極高的熱速度相互碰撞,發生核聚變,形成一個較重的原子核,並來釋放出能量。因必須在極高的壓力、溫度條件下,輕核才有足夠的動能去克服靜電斥力而發生持續的聚變,因此,聚變反應也稱「熱核聚變反應」或「熱核反應」。
核聚變的原料主要是氫、氘和氚。氘、氚都是氫的同位素。核聚變是取得核能的重要途徑之一。用核聚變原理造出來的氫彈源是靠先爆發一顆核裂變原子彈而產生的高熱,來觸發核聚變起燃器,使氫彈得以爆炸。
實現可控核聚變的條件更苛刻。試想,當兩個帶正電的球相互接近時,它們會互相排斥,只有使用更大的力才能使兩者互相接近。可控核聚變也是這樣,由於知所有的原子核都帶正電,當兩個原子核越接近時,其靜電斥力越大。為了使兩個核發生聚變反應,必須使兩個原子核的一方或雙方有足夠的能量,以克服它們之間的靜電斥力。而核子之間的吸引力————核力是短程力,只有當兩道個原子核相互接近達到約萬億分之三毫米時,核力才能起作用。這時由於核力大於靜電斥力,使兩個原子聚合到一起,並放出巨大的能量。
7、氦3如何聚變
當氦星核中心的溫度達到1億開時,氦燃燒被點燃。
氦燃燒把三個氦原子核聚合成一個碳原子核。由此生成的碳原子核又可吸收一個氦原子核,生成氧原子核。氧原子核還可吸收一個氦原子核,生成氖原子核,不過發生這一反應的概率很低。至於氖原子核進一步吸收氦原子核的概率就更低了,可以忽略不計。恆星的氦燃燒速度比氫燃燒快得多,對於太陽,氦燃燒階段只能持續大約20億年。
氦-3是一種核聚變發電燃料。用氦-3進行核聚變反應具有很多優點:①反應產生的能量更大;②傳統的氚核反應過程中,伴隨核聚變能的產生,要產生大量的高能中子,而這些中子能夠對核反應裝置產生廣泛的放射性損傷;相反的,若用氦- 3作為反應物,則主要產生高能質子而不是中子,對環境保護更為有利;③氚本身具有放射性,氦-3不僅沒有放射性,而且反應過程易於控制。因此氦-3是一種清潔、高效、安全的核聚變發電燃料。
氦-3不僅是核聚變發電燃料,而且也是火箭和飛船的燃料,未來的載人火星飛船,可以從月球上添加這種燃料,然後飛往火星。另外,從月球土壤中每提取一噸氦-3,可得到6300噸氫、70噸氮和1600噸碳。氫也可以作火箭燃料,同時如與氧結合,還可以製成水。
月壤中氦-3的含量較為穩定。根據「阿波羅」飛行和月球探測器的結果計算分析,月壤中氦-3資源總量可達100萬~500萬噸。而地球上天然氣可提取的氦-3 是非常少的,大約只有15~20噸。
建設一個500兆瓦的氦-3核聚變發電站,每年消耗的氦-3僅需50千克。如果美國全部採用氦-3核聚變發電, 年發電總量僅需消耗25噸的氦-3,而中國僅需要8噸。全世界的年總發電量約需100噸氦-3。換句話說,月壤中的氦-3可供應地球能源需求上千年。另外,氦-3 的能量回報率為270,原子能發電的能量回報率為20,煤為16。
將來如果在月球上建立核聚變發電站,將發出的電能傳輸到靜止軌道上的中繼衛星,再傳送到位於地球上的接收站,然後再分配到各個地區,即可供用戶使用。另外,也可以將月球表面的塵埃收集起來,從中分離出氦-3,然後將其變成液態帶回地球。科學家計算,每年只需發射2~3艘載重50噸的貨運飛船到月球上去,從月球上運回100至150噸的氦-3,即可供全人類作為替代能源使用一年,而它的運輸費用只相當於目前核能發電的幾十分之一
8、核聚變的基本原理是什麼?
核聚變是指抄由質量小的原子,主要是指氘或氚,在一定條件下(如超高溫和高壓),發生原子核互相聚合作用百,生成新的質量更重的原子核,並伴隨著巨大的能量釋放的一種核反應形式。
核聚變反應主要藉助氫同位素。核聚變不會產生核裂變所出現的長期和高水平的核輻射,不產生核廢料,當然也不度產生溫室氣體,基本不污染環境。
核聚變的原理知就像燒火,需要高溫才能夠反應,而且這個溫度要達到好幾百萬攝道氏度,當少於這個溫度的時候,聚變就會停止,如同燃燒的煤,火燒的不旺煤就就會熄滅。
9、核聚變 的知識
核聚變(nuclear fusion),又稱核融合、融合反應、聚變反應或熱核反應[1] 核是指由質量小的原子,主要是指氘或氚,在一定條件下(如超高溫和高壓),只有在極高的溫度和壓力下才能讓核外電子擺脫原子核的束縛,讓兩個原子核能夠互相吸引而碰撞到一起,發生原子核互相聚合作用,生成新的質量更重的原子核(如氦),中子雖然質量比較大,但是由於中子不帶電,因此也能夠在這個碰撞過程中逃離原子核的束縛而釋放出來,大量電子和中子的釋放所表現出來的就是巨大的能量釋放。這是一種核反應的形式。原子核中蘊藏巨大的能量,原子核的變化(從一種原子核變化為另外一種原子核)往往伴隨著能量的釋放。核聚變是核裂變相反的核反應形式。科學家正在努力研究可控核聚變,核聚變可能成為未來的能量來源。
核聚變燃料可來源於海水和一些輕核,所以核聚變燃料是無窮無盡的。 人類已經可以實現不受控制的核聚變,如氫彈的爆炸。但是要想能量可被人類有效利用,必須能夠合理的控制核聚變的速度和規模,實現持續、平穩的能量輸出。科學家正努力研究如何控制核聚變。
最簡單的核聚變裝置如下:先電解水生成氫氣和氧氣。再把氫氣低溫壓縮成固態氫,置於厚重的水泥封裝中。水泥封裝內有動力水,冷卻水系統。根據四個氫核聚變一個氦核放熱原理,需要陶瓷減速棒。可利用核裂變反應在中心點火。最後核聚變會一直進行,根據熱脹冷縮原理核燃料體積會減少,加入融化的減速棒即可。動力水要連接蒸汽輪機用來發電。
10、原子的結構是怎麼樣的?能不能給我解釋下核聚變!以及原子裡面的結構關系
原子由原子核與核外電子構成。其中原子核又由質子和中子構成,電子在原子內一些特定的穩定的軌道上繞核運動。既然電子在原子核外是分層排布的,那麼當有若干個電子時,它們是怎樣分布在不同電子層上的?
我們將電子離核遠近把電子層分為第1層、第2層……第7層(或者以K、L、M、N、O、P、Q)表示。離核近的電子層能量低,離核遠的電子層能量高,第n個電子層最多能容納的電子數為2n2個(例如第1層最多容納2*1^2=2個,第2層最多容納2*2^2=8個)。
根據能量最低原理,電子總是優先佔據能量低的電子層(例如C,6個電子其中2個先佔據K層,然後4個占據L層)。最外層電子數不能超過8,次外層電子數不能超過18……
根據洪特規則,當電子層處於全滿、全空狀態比較穩定(暫時不討論半滿,因為我這里講的是電子層,而不是spd等軌道)。
以鈉原子為例:
它的核外電子排布為K2 L8 M1
最外層要達到全滿的穩定結構,要麼失去1個電子成為K2 M8,要麼得到7個電子成為K2 M8 L8,失去1個電子比得到7個電子容易得多,所以鈉原子易失去1個電子。鈉原子失去1個電子後電子數比核電荷數(質子數)少1,帶1個單位正電荷,成為鈉離子(Na+)。
在原子中,1個電子帶1個單位負電荷,1個質子帶1個單位正電荷,質子數等於核外電子數,所以原子不帶電。原子得失電子後會轉變成離子:原子得電子帶負電,稱為陰離子,原子失電子帶正電,稱為陽離子。離子就是帶電的原子或者原子團。
核聚變是指由質量小的原子,主要是指氘或氚,在一定條件下(如超高溫和高壓),發生原子核互相聚合作用,生成新的質量更重的原子核,並伴隨著巨大的能量釋放的一種核反應形式。原子核中蘊藏巨大的能量,原子核的變化(從一種原子核變化為另外一種原子核)往往伴隨著能量的釋放。如果是由重的原子核變化為輕的原子核,叫核裂變,如原子彈爆炸;如果是由輕的原子核變化為重的原子核,叫核聚變,如太陽發光發熱的能量來源。
相比核裂變,核聚變幾乎不會帶來放射性污染等環境問題,而且其原料可直接取自海水中的氘,來源幾乎取之不盡,是理想的能源方式。
目前人類已經可以實現不受控制的核聚變,如氫彈的爆炸。但是要想能量可被人類有效利用,必須能夠合理的控制核聚變的速度和規模,實現持續、平穩的能量輸出。科學家正努力研究如何控制核聚變,但是現在看來還有很長的路要走。
核聚變的過程與核裂變相反,是幾個原子核聚合成一個原子核的過程。只有較輕的原子核才能發生核聚變,比如氫的同位素氘(dao)、氚(chuan)等。核聚變也會放出巨大的能量,而且比核裂變放出的能量更大。太陽內部連續進行著氫聚變成氦過程,它的光和熱就是由核聚變產生的。
核聚變能釋放出巨大的能量,但目前人們只能在氫彈爆炸的一瞬間實現非受控的人工核聚變。而要利用人工核聚變產生的巨大能量為人類服務,就必須使核聚變在人們的控制下進行,這就是受控核聚變。
實現受控核聚變具有極其誘人的前景。不僅因為核聚變能放出巨大的能量,而且由於核聚變所需的原料——氫的同位素氘可以從海水中提取。經過計算,1升海水中提取出的氘進行核聚變放出的能量相當於100升汽油燃燒釋放的能量。全世界的海水幾乎是「取之不盡」的,因此受控核聚變的研究成功將使人類擺脫能源危機的困擾。
但是人們現在還不能進行受控核聚變,這主要是因為進行核聚變需要的條件非常苛刻。發生核聚變需要在1億度的高溫下才能進行,因此又叫熱核反應。可以想像,沒有什麼材料能經受得起1億度的高溫。此外還有許多難以想像的困難需要去克服。
盡管存在著許多困難,人們經過不斷研究已取得了可喜的進展。科學家們設計了許多巧妙的方法,如用強大的磁場來約束反應,用強大的激光來加熱原子等。可以預計,人們最終將掌握控制核聚變的方法,讓核聚變為人類服務。