除了造氢弹 核聚变还能干啥

Question

如题所述

Answer 1

　　1、可控核聚变能制造“小太阳”
　　无论是在中国还是西方的神话故事里,都有盗取天火、造福人类的传说.太阳,这个高悬九天之上源源不断喷薄光热的星球,是能为人类带来光明和美好生活的象征.而现代物理学研究表明,地球上一切的能量,都来自太阳表面氢核的聚变.氢弹爆炸产生的巨大能量给人留下了深刻的印象,1公斤聚变燃料所产生的能量相当于1000万升石油的能量.那么,有没有办法将这种猛烈爆发的能量控制住呢?答应就是可控核聚变,人们形象地将其称为在地球上制造“小太阳”.如果建成一座核聚变发电站,每年只需从海水中提取304公斤的氘,就可以产生1000兆瓦的电量.照此计算,地球上仅在海水中就含有的45万亿吨氘,足够人类使用上百亿年,比太阳的寿命还要长.
　　与人工光合作用的间接利用光能相比,可控核聚变显得更为直接,但两者有一个共同点——难!人工光合作用试图模拟自然状态下的光合作用过程,利用太阳光将二氧化碳转化为氧气和富含能量的有机物.可控核聚变则试图在地面上模拟太阳中的核反应过程,不论是光合作用还是太阳中的热核反应,都是经历了数十亿年的“修炼”才形成的,反应机制极其精密复杂,人类想在数十年里完成这一过程,确非易事.
　　可控核聚变的难度首先体现在反应条件的苛刻上.举个例子,当两个带正电的球相互接近时,它们会互相排斥,只有使用更大的力才能使两者互相接近.可控核聚变也是这样,由于发生反应的氚、氘原子核都带正电,当两个原子核越接近时,其静电斥力越大.为了使两个核发生聚变反应,必须使两个原子核有足够能量,以克服它们之间的静电斥力.而只有当两个原子核相互接近达1．7费米以内（一费米为万亿分之一毫米）时,核力（原子核之间的吸引力）才能起作用.这时核力大于静电斥力,使两个原子聚合到一起,并放出巨大的能量.
　　由于核反应的尺度极小,目前还没有在费米尺度下对单个原子核进行操作的技术,只有通过外界条件包括热、声、电磁,让大量不同种类的原子核实现聚变.目前主要的可控制核聚变方式有：超声波核聚变、激光约束（惯性约束）核聚变、磁约束核聚变.这类方法的关键是在短时间内积聚大量能量,研究人员的目标也是制造世界上功率最大的能量装置.例如,美国能源部下属的劳伦斯·利弗莫尔国家实验室核聚变试验装置——“国家点火装置”（NIF）由192个激光束组成,能在短时间内产生亿度高温.韩国《朝鲜日报》说,目前世界上还没有一个国家利用核聚变技术建成发电站.欧盟、韩国、美国、中国、日本、俄罗斯等国共同投资51亿欧元（约合430亿元人民币）,目前正在法国修建国际热核聚变实验堆（ITER）,据说要想实现商业化还要40年.考虑到朝鲜的经济和技术力量等因素,利用核聚变技术发电“根本不可能”.
　　2、核聚变提供丰富的清洁能源
　　也许一些人觉得奇怪,在核能发电早已商业化的今天,为何要花如此大的精力去寻找另外一种核能利用呢?这里需要对核裂变与聚变作一个比较.如今的核能发电利用的是核裂变形式的核反应,会产生大量放射性很强的核废料如铀、钚,这些核废料的处理是一大难题,往往需要埋入海底、地底才能保证安全,而且地球上储存的主要核燃料铀也比较有限,这种能量产生方式并不理想.
　　美国《今日物理》杂志去年7月号曾刊文称,美国有100个核反应堆,提供的电能占美国全部电量的20％.如果要提高所占的比例,处理核废料的压力就会随之增加.2009年5月,由于预算需要,奥巴马政府计划放弃争论日久的丝兰山核废料填埋项目,同时宣布将组成专门小组讨论民用核废料处理方式,由此可见核废料处理带来的压力之大.
　　而作为一种在宇宙中广泛存在的能量转化方式,核聚变拥有很多优势.首先是清洁.核聚变对环境几乎没有放射性危害,聚变反应的产生物氦是没有放射性的惰性气体,即反应本身不产生任何放射性废料.实验堆所使用材料等技术废料,由于所选用材料的低活性,其放射性也会在很短的时间内消失.其次是来源丰富.核聚变所需要的氘和氚在水中普遍存在,1升水中含有33毫克氘；氚虽然在自然界中几乎不存在,但它却可以在聚变过程中通过锂的转化产生,而地球上锂的储量非常丰富.

Answer 2

氢弹只是核聚变的一种应用，核聚变又称核融合，是指由质量较轻的原子，如氢的同位素氘和氚，在一定条件下，发生原子核互相聚合作用。
核反应共有两种，如果是由重的原子核变化为轻的原子核，称为核裂变，如原子弹爆炸；如果是由较轻的原子核变化为较重的原子核，称为核聚变，如太阳持续发光发热的能量来源。核聚变的能量释放远超核裂变，这也是氢弹威力能达到原子弹威力成千上万倍的原因。本回答被提问者采纳