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熱核反應

原子核生活百科


熱核反應

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熱核反應即為（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,并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.
在《天方夜譚》一書中，有一個“魔瓶”的故事，說一個漁夫在海上打漁，一網打了一個瓶子，把瓶蓋打開，一個魔鬼出來了，要吃掉救他性命的漁夫，漁夫危難當頭，用自己的大智大勇，機智地將魔鬼又騙人瓶內，蓋上了瓶塞 。
現在科學技術的高度發展，在科學家們的手下也誕生出了“魔瓶”——“托卡馬克”裝置 。
當然，這種“魔瓶”裝的不再是魔鬼，而是降伏的像氫彈那樣威力巨大的“妖魔” 。
在“魔瓶”里，進行著像氫彈爆炸那樣的反應：兩個較輕的原子核，如氘、氚等，在超高溫的特定條件下，聚合成一個新的較重的核，如氦核，同時，把核中貯藏的巨大能量釋放出來，人們把它稱作核聚變反應，也叫熱核反應 。它放出的能量比原子彈爆炸時產生的能量還大好多倍 。要是用1千克核燃料參加核聚變反應，釋放出的能量相當于7000噸汽油或1萬噸煤所放出的能量 。
從這里也可以看出，核聚變反應比裂變反應釋放出來的能量要多得多 。
然而，要使不受控制的氫彈“妖魔”置于人工控制下，讓其乖乖地聽話又是何等的不易 。它的兩個反應條件足以.使人望而卻步 。
第一，是高溫 。必須把核燃料加熱到1億度以上，使它的原子分離成離子和電子 。
第二，是高壓 。要用強大的外力，在1秒的時間里把離子和電子約束到每立方厘米1萬億億個以上的密度 。
然而，在這樣的高溫高壓下，任何材料做成的“瓶子”都會氣化而消失 。
受控核聚變比較好的裝置是前蘇聯科學家設計的“托卡馬克”裝置 。這是一個中空的環形管，逐段設置鐵塊作磁場的鐵心，把管子圍起來，配上高強度的磁場，把環形腔內的高溫氘、氚封閉起來，使它們在環形腔內完全分解成帶電的離子，而這些帶電的離子在磁場作用下，只能沿磁力線方向運動，就像把高溫的核燃料“盛放”在“磁瓶”里，有控制地運行熱核反應一樣 。
令人欣喜的是，核聚變反應的資源非常豐富，一桶水里含有的氘中所蘊含的熱核能，相當于300桶汽油所含的能量 。汪洋大海里有的是水，僅海水里大約就含46萬億噸氘，按地球上目前的能量消耗來計算，可供人類使用幾百億年 。
科學家們預言，受控熱核聚變是人類未來理想的能源；
美國科學家計劃，在2025年建成一座示范性的核聚變工廠，至于商業性核聚變工廠，則可能在2035年才能建成 。由于核聚變試驗需要巨額資金，美國、前蘇聯、日本等14個國家準備聯合建造“國際熱核試驗反應堆”有10層樓那么高，它將是世界上第一個投入運行的核聚變反應堆，產生的能量估計將達到10～30億瓦 。
到那時，人們將能把動力從核聚變反應堆送到電網上去 。
人們期望，核聚變作為一種理想的能源，將來會大放異彩 。
熱核反應是指核聚變，核是指由質量小的原子，主要是指氘，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，但是由于中子不帶電，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 。
優點
（1）核聚變釋放的能量比核裂變更大
（2）無高端核廢料，可不對環境構成大的污染
（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于300升汽油）
缺點
【熱核反應】對于核裂變，由于原料鈾的儲量不多，政治干涉很大，放射性與危險性大，核裂變的優勢無法完全利用 。

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