可控核聚變的理論解釋
隨著時間的推移,世界上的化學材料已經(jīng)寥寥無幾,核電站產(chǎn)生的能量又太過危險,急需一種既環(huán)保又安全,能量供應又大的新能源。而符合這個能源的就是可控核聚變能源。
現(xiàn)在世界上的核電站主要一控的是可控核裂變,是通過一個中子撞擊一個原子,變成兩個小的原子,但是可控核裂變的安全性十分低,而且燃燒完的廢料對環(huán)境的污染也特別大,日本投放的核污水就是一個例子,是大海里面的大多數(shù)生物都發(fā)生了變異或滅絕。
可控核聚變不一樣,我們現(xiàn)在已經(jīng)擁有了不可控的核聚變,也就是沙皇氫彈爆炸的那一瞬間,可是它持續(xù)的能量散發(fā)只有幾秒鐘,而且危險至極??煽睾司圩兊哪康木褪亲屗恢卑l(fā)散和核彈爆炸相等的能量,并且使他安全到可以自由控制,想大就大,想小就小。但想要使用可控核聚變并不容易??煽睾司圩儾幌窨煽睾土炎?,它需要極高的溫度以及壓力。
可控核聚變還有一個好處,它使用的原料特別簡單。幾乎所有的原子都可以拿來核聚變,就比如說氘氚聚變,他們的原料都可以從大海中獲取,也就是說,只要大海不枯干,地球上就有近乎無限的能源。而最難的一步就是如何讓他們相互碰撞,產(chǎn)生出能量。
產(chǎn)生核聚變一共有三個方法:1.讓溫度提高,當達到極高的溫度后,兩個原子就會碰撞到一起產(chǎn)生能量。2.第二是增加壓力,使兩個原子挨到一起。3.延長反應時間,讓兩個原子有足夠的時間接觸到一起。所以我們就得到了一個依據(jù):可控核聚變所需要的因素有三個,就是溫度,壓力(密度)和約束時間。
因此我們可以得出:溫度* 壓力 * 約束時間 >=某個值,才可以使核聚變延續(xù)下去。而通過實驗發(fā)現(xiàn)了溫度是必須不變的,而且必須達到驚人的1.6億度,打個比方吧,連我們的太陽(表面)最多也就5500多度,所以這就相當于在地球上建造一個人造太陽。(難度不在于產(chǎn)生這么大的溫度,而在于如何建造出可以承受1.6億度的容器,來容納核聚變維持的容器)的壓力和約束時間則沒有那么苛刻,你壓力越高,你的約束時間就可以越低。你約束時間越高,你的壓力就可以越低。
在以上的條件中,一共有兩個路子正在研究。第一是美國的核聚變,他們采用的是用激光來約束原子,使壓力增高,不過約束時間特別短。而我們中國走的是磁約束的路子,比如我們的東方超環(huán)east,可以提供相當大的約束,從而不用實現(xiàn)提供大量的壓力,而現(xiàn)在我們的記錄是約束等離子體1056秒,已經(jīng)是一個相當高的成就了。
以人類目前的科技,距離可控核聚變還有一段相當?shù)木嚯x,希望我們的科技能盡快得到突破,從而改善環(huán)境的污染,使我們的生活質量提高。