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可控核聚变世界排名,核聚变装置有哪些

来源:整理 时间:2022-04-21 00:47:27 编辑:科技知识 手机版

美国七十年来做过无数次的核聚变试验,有成功当然也有失败。如果有外星飞船动力是核聚变的。目前世界上已知的可控核聚变装置主要有两类,一类是我们国家最近试验成功的高温超导托卡马克磁约束装置;另一类是惯性约束,其中具有代表性的就是我国的神光系列,和美国国家点火装置。

什么是核聚变?

什么是核聚变

所谓核聚变是指较轻的原子核在一定条件下结合成较重的原子核。这种反应很难发生,因为所需的条件非常苛刻。在正常情况下,原子核不会单独存在,而是在其周围会有电子绕行。由于真正进行核聚变的是原子核(所谓核聚变就是这个意思),所以需要通过高温的条件来分离原子核与电子。另一方面,原子核携带着正电荷,由于库仑力,原子核之间会互相排斥,它们很难互相结合。

为了使原子核发生聚变,就必须要有高温的环境,使原子核具有足够高的动能来克服能垒。此外,由于原子核极小,即便它们的动能很高,它们之间互相碰撞的可能性很低。因此,核聚变反应还需足够高的密度或者说压力,这样才能提高原子核之间发生碰撞的概率。在满足反应条件之后,当原子核足够接近时将会发生量子隧穿效应,从而开始核聚变反应。

由于反应后的质量小于反应前,那部分减少的质量则会转化为巨大的能量被释放出来,这就是恒星和氢弹的巨大能量来源。不过,恒星和氢弹发生的核聚变反应有所不同。在恒星的高温高压核心部分,氢原子核会聚变为氦原子核。但氢弹爆炸并没有那么高的压力,只能使用更容易发生核聚变反应的氘和氚。这两种重氢比普通氢原子多出了中子,它们的反应能垒较低,所以更容易结合成氦。

美国核聚变为什么会失败?

美国核聚变为什么会失败

美国七十年来做过无数次的核聚变试验,有成功当然也有失败。题主应该问的是著名的美国国家点火设施为什么最后失败了。美国国家点火装置National Ignition Facility(NIF)一度是美国科技的象征,是美国的骄傲,然而这个当时耗资数十亿美元、历时十余年建设的大科学设施,在历经几次续命后,最终于2012年9月宣告点火失败。

(美国国家点火装置National Ignition Facility)NIF失败主要有资金、设计、技术和管理不善等几方面的原因。核聚变发电的梦想自从1951年5月人类爆炸第一颗氢弹的那一刻起,科学家们就对氢这种神奇的气体产生了浓厚的兴趣,他们幻想着有一天能够像太阳那样源源不断地生产出大量的热能用来发电,并且不受强烈核辐射的困扰。

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