答案是肯定的!否则,世界就不会在30年内投资数十亿美元来研究它。因此,让我们言归正传,带你了解受控核聚变。我们知道,太阳孕育了地球上的生命,并为我们提供了取之不尽的能源。所有这些能量都来自于太阳内部发生的核聚变反应。尽管太阳很 "年轻",但在当今这个资源匮乏的时代,人们一想到不可再生资源即将耗尽,就感到不安,于是就有了复制太阳的想法。自上个世纪以来,人类通过制造强大的氢弹,尝到了核聚变原理的 "甜头"。科学家们于是开始思考,如果控制核聚变为人类所用,它将成为未来世界的一种新能源,永久解决人类社会的能源和环境问题。
核聚变的原理,核聚变是一种核反应,即两个较轻的原子核结合在一起,形成一个较重的原子核和一个极轻的原子核(或粒子)。众所周知,氢有三种同位素--氕(H)、氘(2H/D)和氚(3H/T),这其中氕是最常见的一种,占99.985%。它们三个之间的主要区别是中子的数量(分别为0、1、2)。氘和氚是氢弹的主要反应物,它们可以融合在一起,产生一个氦核和一个中子。
1905年,26岁的天才物理学家爱因斯坦发表了六篇论文,涵盖了现代物理学的三项伟大成就:分子的动力学理论、狭义相对论和光的量子假说。而在其中一篇中,爱因斯坦展示了质量和能量可以互换的观点,即质能方程。这里的c是一个固定值,是10的3.0次方的八分之一,E是能量,也就是能量不足乘以C的平方就是释放的能量,我们可以想象。有人说,这个原理是基于质能方程的,为什么不是核裂变?首先,核裂变所需的铀和其他材料在地球上非常有限,而核聚变所需的氘和氚却可以直接从水中提取。其次,核裂变反应具有极强的放射性,安全风险极大,一旦泄露后果不堪设想。最后,整体效益不高。为了控制裂变,由于大量的冷却设备,反应释放的热量被浪费了,而且核聚变的产量也比裂变高。
那么,要怎样才能使核聚变变得可控呢?为了实现核聚变,你需要高温和高压来把电子从原子核上拉开,并且需要高压来使氘核和氚核更有可能粉碎在一起。第二,如果你想 "可控",你想保持能量流动,而不是像氢弹那样一次性释放能量。