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    受控核聚变实验

    2017/1/17 15:07:02

    去年底传出消息,我国受控核聚变研究获得重大突破,中国物理学家创造了一项世界纪录,制造出比太阳中心温度还要高的氢等离子体,并且稳定燃烧了1分多钟。

    受控核聚变是人类获取能源的梦想,它的研究已经进行了几十年,真正获得商业成功可能还需要付出几十年的努力。那么,人类为此走过了哪些路?

    “点火”需几千万至上亿摄氏度

    核聚变可以释放出巨大的能量,这个事情人们在上世纪30年代就发现了。

    上世纪50年代氢弹研制成功,人们也实实在在地了解了核聚变爆发出的巨大能量。

    核聚变的发生是十分困难的。原子核都带正电互相排斥,只有当两个原子核之间的距离非常接近,大约相距只有万亿分之三毫米时,它们的吸引力才大于静电斥力,两个原子核才可能聚合到一起同时放出巨大的能量。因此,首先必须使聚变物质处于等离子状态,也就是让外层电子脱离原子核的吸引而形成自由电子,让聚变物质(通常为氘和氚)的原子核完全裸露出来。然而,两个带正电的原子核越互相接近,它们之间的静电斥力也越大。只有当带正电的原子核达到足够高的动能时,需要几千万甚至几亿摄氏度的高温,它们的碰撞才有机会使二者非常接近,以致产生聚合。

    氢弹中产生的核聚变,是利用原子弹点火的聚变反应装置。在原子弹中放入热核燃料,当原子弹爆炸时,在火球区的中央便产生几百万到一亿摄氏度的高温,达到了热核燃料的点火温度。就在火球还来不及扩散的瞬间,使部分热核燃料产生热核反应,核聚变就发生了。可惜,用这种方式获得的热核能是人们难以控制的,而我们需要的是“受控”的热核反应。

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