核聚變是什麼?

General 更新 2024-06-07

什麼是核聚變?

核聚變是指由質量小的原子,主要是指氘或氚,在一定條件下(如超高溫和高壓),發生原子核互相聚合作用,生成新的質量更重的原子核,並伴隨著巨大的能量釋放的一種核反應形式。原子核中蘊藏巨大的能量,原子核的變化(從一種原子核變化為另外一種原子核)往往伴隨著能量的釋放。如果是由重的原子核變化為輕的原子核,叫核裂變,如原子彈爆炸;如果是由輕的原子核變化為重的原子核,叫核聚變,如太陽發光發熱的能量來源。

相比核裂變,核聚變幾乎不會帶來放射性汙染等環境問題,而且其原料可直接取自海水中的氘,來源幾乎取之不盡,是理想的能源方式。

目前人類已經可以實現不受控制的核聚變,如氫彈的爆炸。但是要想能量可被人類有效利用,必須能夠合理的控制核聚變的速度和規模,實現持續、平穩的能量輸出。科學家正努力研究如何控制核聚變,但是現在看來還有很長的路要走。

目前主要的幾種可控核聚變方式:

超聲波核聚變

激光約束(慣性約束)核聚變

磁約束核聚變(託卡馬克)

核聚變

比原子彈威力更大的核武器—氫彈,就是利用核聚變來發揮作用的。核聚變的

過程與核裂變相反,是幾個原子核聚合成一個原子核的過程。只有較輕的原子核才

能發生核聚變,比如氫的同位素氘(dao)、氚(chuan)等。核聚變也會放出巨大的能

量,而且比核裂變放出的能量更大。太陽內部連續進行著氫聚變成氦過程,它的光

和熱就是由核聚變產生的。

核聚變能釋放出巨大的能量,但目前人們只能在氫彈爆炸的一瞬間實現非受控

的人工核聚變。而要利用人工核聚變產生的巨大能量為人類服務,就必須使核聚變

在人們的控制下進行,這就是受控核聚變。

實現受控核聚變具有極其誘人的前景。不僅因為核聚變能放出巨大的能量,而

且由於核聚變所需的原料——氫的同位素氘可以從海水中提取。經過計算,1升海水

中提取出的氘進行核聚變放出的能量相當於100升汽油燃燒釋放的能量。全世界的海

水幾乎是“取之不盡”的,因此受控核聚變的研究成功將使人類擺脫能源危機的困

擾。

但是人們現在還不能進行受控核聚變,這主要是因為進行核聚變需要的條件非

常苛刻。發生核聚變需要在1億度的高溫下才能進行,因此又叫熱核反應。可以想象,

沒有什麼材料能經受得起1億度的高溫。此外還有許多難以想象的困難需要去克服。

儘管存在著許多困難,人們經過不斷研究已取得了可喜的進展。科學家們設計

了許多巧妙的方法,如用強大的磁場來約束反應,用強大的激光來加熱原子等。可

以預計,人們最終將掌握控制核聚變的方法,讓核聚變為人類服務。

核聚變是什麼意思?

核聚變

核聚變的定義:

核聚變是指由質量小的原子,主要是指氘或氚,在一定條件下(如超高溫和高壓),發生原子核互相聚合作用,生成新的質量更重的原子核,並伴隨著巨大的能量釋放的一種核反應形式。原子核中蘊藏巨大的能量,原子核的變化(從一種原子核變化為另外一種原子核)往往伴隨著能量的釋放。如果是由重的原子核變化為輕的原子核,叫核裂變,如原子彈爆炸;如果是由輕的原子核變化為重的原子核,叫核聚變,如太陽發光發熱的能量來源。

相比核裂變,核聚變幾乎不會帶來放射性汙染等環境問題,而且其原料可直接取自海水中的氘,來源幾乎取之不盡,是理想的能源方式。

目前人類已經可以實現不受控制的核聚變,如氫彈的爆炸。但是要想能量可被人類有效利用,必須能夠合理的控制核聚變的速度和規模,實現持續、平穩的能量輸出。科學家正努力研究如何控制核聚變,但是現在看來還有很長的路要走。

目前主要的幾種可控核聚變方式:

超聲波核聚變

激光約束(慣性約束)核聚變

磁約束核聚變(託卡馬克)

核聚變的另一定義

比原子彈威力更大的核武器—氫彈,就是利用核聚變來發揮作用的。核聚變的過程與核裂變相反,是幾個原子核聚合成一個原子核的過程。只有較輕的原子核才能發生核聚變,比如氫的同位素氘(dao)、氚(chuan)等。核聚變也會放出巨大的能量,而且比核裂變放出的能量更大。太陽內部連續進行著氫聚變成氦過程,它的光和熱就是由核聚變產生的。

核聚變能釋放出巨大的能量,但目前人們只能在氫彈爆炸的一瞬間實現非受控的人工核聚變。而要利用人工核聚變產生的巨大能量為人類服務,就必須使核聚變在人們的控制下進行,這就是受控核聚變。

實現受控核聚變具有極其誘人的前景。不僅因為核聚變能放出巨大的能量,而且由於核聚變所需的原料——氫的同位素氘可以從海水中提取。經過計算,1升海水中提取出的氘進行核聚變放出的能量相當於100升汽油燃燒釋放的能量。全世界的海水幾乎是“取之不盡”的,因此受控核聚變的研究成功將使人類擺脫能源危機的困擾。

但是人們現在還不能進行受控核聚變,這主要是因為進行核聚變需要的條件非常苛刻。發生核聚變需要在1億度的高溫下才能進行,因此又叫熱核反應。可以想象,沒有什麼材料能經受得起1億度的高溫。此外還有許多難以想象的困難需要去克服。儘管存在著許多困難,人們經過不斷研究已取得了可喜的進展。科學家們設計了許多巧妙的方法,如用強大的磁場來約束反應,用強大的激光來加熱原子等。可以預計,人們最終將掌握控制核聚變的方法,讓核聚變為人類服務。

利用核能的最終目標是要實現受控核聚變。裂變時靠原子核分裂而釋出能量。聚變時則由較輕的原子核聚合成較重的較重的原子核而釋出能量。最常見的是由氫的同位素氘(讀"刀",又叫重氫)和氚(讀"川",又叫超重氫)聚合成較重的原子核如氦而釋出能量。 核聚變較之核裂變有兩個重大優點。一是地球上蘊藏的核聚變能遠比核裂變能豐富得多。據測算,每升海水中含有0.03克氘,所以地球上僅在海水中就有45萬億噸氘。1升海水中所含的氘,經過核聚變可提供相當於300升汽油燃燒後釋放出的能量。地球上蘊藏的核聚變能約為蘊藏的可進行核裂變元素所能釋出的全部核裂變能的1000萬倍,可以說是取之不竭的能源。至於氚,雖然自然界中不存在,但靠中子同鋰作用可以產生,而海水中也含有大量鋰。

第二個優點是既乾淨又安全。因為它不會產生汙染環境的放射性物質,所以是乾淨的。同時受控核聚變反應可在稀薄的氣體中持續地穩定進行,所以是安全的。

......

什麼是核聚變反應?

核聚變又稱熱核聚變,是氫核,具有一個質子和一箇中子的氘核具有兩個中子一個質子的氚,在高溫高壓的情況下,4個氫核聚變為一個氦核,同時釋放出大量的能量的過程,也就是氫彈爆炸的過程,貳地球上如果想達到這個溫度和壓力,就必須用原子彈爆炸的能量,所以氫彈的引爆裝置就是原子彈

核聚變有什麼好處和壞處?

利用核聚變作為武器,它比裂變武器更清潔而且破壞力更大。作為能量源,它除了同質量能產生更多的能量外,還有聚變材料儲量更大,目前的困難是可控核聚變技術仍然是世界難題

聚變是什麼意思

某些輕元素結合時形成較重核並導致大量能量釋放的原子核的結合輕原子核相遇時聚合為較重的原子核並放出巨大能量的過程。

核聚變和核裂變有什麼區別

我們知道,原子是構成物質的微粒之一。它由原子核和核外電子構成,其中原子核又由質子和中子構成。根據原子核變化情況的不同,可分為三種類型:核裂變、核聚變和核衰變。

一、三種類型的概念

衰變:指原子核由於放出某種粒子而轉變為新核的變化過程。放出α粒子的衰變叫做α衰變;放出β粒子的衰變叫做β衰變。如:

裂變:指重核分裂成兩個或幾個質量相差不大的部分的過程。如:

聚變:指較輕原子核聚合成較重原子核的核反應過程。

二、三種類型的能量釋放

由愛因斯坦質能方程△E=△mc2可知,物體具有的能量跟它的質量之間存在著簡單的正比關係,物體的質量和能量在一定條件下是可以相互轉化的。如果原子核反應後的總質量小於反應前的總質量,則減小的質量將變為能量釋放出來。在核的裂變、聚變和衰變中,由於有質量的損失,所以都有一定能量放出。但是,在單位時間、單位質量的核裂變、聚變和衰變中放出能量多少是不一樣的。一般說來,衰變放出的最少,裂變放出的較多,而聚變放出的最多。如:單位質量的氘核聚變是單位質量235U裂變所放出能量的4倍左右。

三、人類對三種類型中放出能量的利用

1、衰變能的利用

在目前人類發現的兩千多種原子核中,絕大多數的原子核是不穩定的,它們在自發的、緩慢的變成新核的過程中放出能量。地球內部巨大的熱能就是地球在漫長的演化過程中,由岩石中所含的鈾、釷、鐳等放射性元素衰變中釋放的能量積累而來。地熱是一種取之不盡、潔淨的能源。現在,世界上許多國家已利用地熱採暖、育種、發電等。

2、核的裂變能已被人類用之於軍事、經濟和科研等方面

其威力相當於兩萬噸TNT炸藥。

目前,核能是世界能源中具有重要發展前途的能源之一。現在的核能主要是利用原子核的裂變能,重要的裂變材料有235U、239Pu、233U等。核能能量密集,核電站地區適應性強,運轉費用低,收益大。因此,世界各國尤其發達國家競相發展核電站。

3、核聚變能的利用

核聚變反應在宇宙中是很普遍的現象。在太陽和許多恆星內部,溫度高達100萬度以上,在那裡進行著激烈的核反應。太陽每秒中放出的能量約為3.8* 1026焦耳,到達地球的僅約20億分之一,但對我們人類的意義卻非常大。一是沒有太陽就沒有生命,沒有人類;二是我們利用的能源絕大多數來源於太陽。如:石油、煤、天然氣、水能、風能、生物能、沼氣等。

人工核聚變已開始用在軍事上,如氫彈,它的炸藥為氘化鋰,可以做得很大,它的TNT當量可達千萬噸級。

現在,人類已力圖使用人工核聚變作能源。首先,聚變反應放出的能量比裂變放出的能量大得多;其次,核聚變不產生放射性廢物;最後,核裂變原料鈾、釷等在地球上的儲量據估計只能用幾百年;而核聚變原料氘在地球上是取之不盡的,它廣泛地存在於海水中。每克氘聚變可以放出105千瓦小時的能量,而地球表面海水存量是1018噸的數量級。所以海水中蘊藏的氘所能供給的聚變能是1025千瓦小時的數量級。按目前世界能源消耗率估計可以用幾百億年。可見,人類一旦解決利用核聚變能的技術難題,世界上的能源問題也就解決了。

核裂變和核聚變有什麼不一樣?哪個威力大?

核聚變威力更大。

核裂變,又稱核分裂,是指由重的原子核,主要是指鈾核或鈈核,分裂成兩個或多個質量較小的原子的一種核反應形式。原子彈、裂變核電站或核能發電廠的能量來源就是核裂變。其中鈾裂變在核電廠最常見,熱中子轟擊鈾235原子後會放出2到4箇中子,中子再去撞擊其它鈾235原子,從而形成鏈式反應。

核聚變(nuclear fusion),又稱核融合、融合反應或聚變反應[1] 核是指由質量小的原子,主要是指氘或氚,在一定條件下(如超高溫和高壓),只有在極高的溫度和壓力下才能讓核外電子擺脫原子核的束縛,讓兩個原子核能夠互相吸引而碰撞到一起,發生原子核互相聚合作用,生成新的質量更重的原子核(如氦),中子雖然質量比較大,但是由於中子不帶電,因此也能夠在這個碰撞過程中逃離原子核的束縛而釋放出來,大量電子和中子的釋放所表現出來的就是巨大的能量釋放。這搐一種核反應的形式。原子核中蘊藏巨大的能量,原子核的變化(從一種原子核變化為另外一種原子核)往往伴隨著能量的釋放。核聚變是核裂變相反的核反應形式。科學家正在努力研究可控核聚變,核聚變可能成為未來的能量來源。

核聚變的過程與核裂變相反,是幾個原子核聚合成一個原子核的過程。只有較輕的原子核才能發生核聚變,比如氫的同位素氘(dāo)、氚(chuān)等。核聚變也會放出巨大的能量,而且比核裂變放出的能量更大。太陽內部連續進行著氫聚變成氦過程,它的光和熱就是由核聚變產生的。

相比核裂變,核聚變幾乎不會帶來放射性汙染等環境問題,而且其原料可直接取自海水中的氘,來源幾乎取之不盡,是理想的能源方式。 人類已經可以實現不受控制的核聚變,如氫彈的爆炸。但是要想能量可被人類有效利用,必須能夠合理的控制核聚變的速度和規模,實現持續、平穩的能量輸出。科學家正努力研究如何控制核聚變。

核裂變和核聚變的產物分別是什麼?

核裂變

核裂變(Nuclear fission)又稱核分裂,是一個原子核分裂成幾個原子核的變化。是指由重的原子,主要是指鈾或鈈,分裂成較輕的原子的一種核反應形式。

只有一些質量非常大的原子核像鈾(yóu)、釷(tǔ)等才能發生核裂變。這些原子的原子核在吸收一箇中子以後會分裂成兩個或更多個質量較小的原子核,同時放出二個到三個中子和很大的能量,又能使別的原子核接著發生核裂變……,使過程持續進行下去,這種過程稱作鏈式反應。原子核在發生核裂變時,釋放出巨大的能量稱為原子核能,俗稱原子能。1千克鈾-235的全部核的裂變將產生20,000兆瓦小時的能量(足以讓20兆瓦的發電站運轉1,000小時),與燃燒300萬噸煤釋放的能量一樣多。

核聚變

核聚變是指由質量小的原子,主要是指氘或氚,在一定條件下(如超高溫和高壓),發生原子核互相聚合作用,生成新的質量更重的原子核,並伴隨著巨大的能量釋放的一種核反應形式。原子核中蘊藏巨大的能量,原子核的變化(從一種原子核變化為另外一種原子核)往往伴隨著能量的釋放。如果是由重的原子核變化為輕的原子核,叫核裂變,如原子彈爆炸;如果是由輕的原子核變化為重的原子核,叫核聚變,如太陽發光發熱的能量來源

核聚變的過程與核裂變相反,是幾個原子核聚合成一個原子核的過程。只有較輕的原子核才能發生核聚變,比如氫的同位素氘(dao)、氚(chuan)等。

參考資料:baike.baidu.com/view/26053.htm baike.baidu.com/view/22214.htm

核聚變需要什麼材料?

找資料吧,準確

可控核聚變是什麼玩意?幹什麼用的?實現了有什麼好處?能讓我明白最好! 10分

兩個較輕的原子核克服靜電斥力結合成一個較重的原子核,並釋放出巨大的能量,就叫核聚變。如果能人為控制聚變的速度和強度就叫可控核聚變。如果能實現的話可以代替現有的正在枯竭的煤炭、石油、天然氣等資源,服務於人類的生產生活。

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