科技：我有无数神级技能 核聚变！

核聚变（nuclearfusion），又称核融合、融合反应、聚变反应或热核反应。核是指由质量小的原子，主要是指氘，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

起源编辑

核聚变程序于1932年由澳洲科学家马克·欧力峰（英语：MarkOliphant）所发现。随后于1950年代早期，他在澳洲国立大学（ANU）成立了等离子体核聚变研究机构（FusionPlasmaResearch）。

原理编辑

核聚变，即轻原子核（例如氘和氚）结合成较重原子核（例如氦）时放出巨大能量。因为化学是在分子、原子层次上研究物质性质，组成，结构与变化规律的科学，而核聚变是发生在原子核层面上的，所以核聚变不属于化学变化。

热核反应，或原子核的聚变反应，是当前很有前途的新能源。参与核反应的轻原子核，如氢（氕）、氘、氚、锂等从热运动获得必要的动能而引起的聚变反应（参见核聚变）。热核反应是氢弹爆炸的基

氘、氚核聚变示意图

氘、氚核聚变示意图

础，可在瞬间产生大量热能，但尚无法加以利用。如能使热核反应在一定约束区域内，根据人们的意图有控制地产生与进行，即可实现受控热核反应。这正是在进行试验研究的重大课题。受控热核反应是聚变反应堆的基础。聚变反应堆一旦成功，则可能向人类提供最清洁而又是取之不尽的能源。

冷核聚变是指：在相对低温（甚至常温）下进行的核聚变反应，这种情况是针对自然界已知存在的热核聚变（恒星内部热核反应）而提出的一种概念性‘假设’，这种设想将极大的降低反应要求，只要能够在较低温度下让核外电子摆脱原子核的束缚，或者在较高温度下用高强度、高密度磁场阻挡中子或者让中子定向输出，就可以使用更普通更简单的设备产生可控冷核聚变反应，同时也使聚核反应更安全。

类型编辑

电解水H2O生成H2，通过核裂变产生的高能辐射蒸汽压缩氢气（H2），这时的氢气成为离子状态，辐射蒸汽压缩H，两个H核核聚变生成一个He核，放出巨大的能量。一般在超高温和超高压封闭环境下进行。

一个D（氘）和T（氚）发生聚变反应会产生一个中子，并且释放17.6MeV的能量（两个D（氘）发生聚变反应大约放出14.1MeV能量），中子对于人体和生物都非常危险。其核反应方程式为

聚变反应中子的麻烦之处在于中子可以跟反应装置

的墙壁发生核反应。用一段时间之后就必须更换，很费钱。而且换下来的墙壁可能有放射性（取决于墙壁材料的选择），成了核废料。还有一个不好的因素是氚具有放射性，而且氚也可能跟墙壁反应。

氘氚聚变只能算”第一代”聚变，优点是燃料便宜，缺点是有中子。

“第二代”聚变是氘和氦3反应。这个反应本身不产生中子，但其中既然有氘，氘氘反应也会产生中子，可是总量非常非常少。如果第一代电站必须远离闹市区，第二代估计可以直接放在市中心。

“第三代”聚变是让氦3跟氦3反应。这种聚变完全不会产生中子。这个反应堪称终极聚变。

反应条件编辑

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

太阳的能量来自它中心的热核聚变

太阳的能量来自它中心的热核聚变

（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。

实现方式

通常有三种方式来产生核聚变：

1.重力场约束；2.惯性约束；3.磁约束。

其中主要的可控核聚变方式：

激光约束（惯性约束）核聚变（如我国的神光计划，美国的国家点火计划都是这种形式）

磁约束核聚变（托卡马克、仿星器、磁镜、反向场、球形环等），这种方式目前被认为是最有前途的。

应用编辑

发生条件

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

EAST全超导非圆截面核聚变实验装置

EAST全超导非圆截面核聚变实验装置

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，不过这样一来温度要到上亿度才行。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。

对于惯性核聚变，核反应点火也成为问题。不过在2010年2月6日，美国利用高能激光实现核聚变点火所需条件。天朝也有“神光2”将为我国的核聚变进行点火。

清明踏青快乐读书！充100赠500VIP点券！ 立即抢充(活动时间：4月4日到4月6日)