受控热核聚变是什么意思

发布网友发布时间：2023-12-28 10:57

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热心网友时间：2024-04-04 10:15

受控热核聚变
controlled thermonuclear fusion
由轻核构成的等离子体，在可控制条件下加热到很高温度，克服核间的库仑斥力，发生大量聚变而释出能量的核反应过程。
为了使轻核彼此靠近到短程的核力作用范围内发生聚变，必须克服长程的库仑排斥力，需要将氘核加速到一定的动能。用加速器加速轻核可以实现核聚变，但是将100万个氘核加速到0.05兆电子伏特（MeV）轰击氘靶，大约只发生一次聚变，由此聚变获得的能量远小于加速器所消耗的能量，得不偿失。为了实现受控聚变，必须使轻核处于极高温的状态，轻核以高速度作无规运动，彼此可频繁碰撞，才能产生大量聚变。在如此高温下，原子充分电离成等离子体状态。根据使氘核达到聚变的能量计算出所需的温度为108 K，在氢弹中是靠原子弹爆炸提供的极高温来引起热核反应的，这样猛烈的反应过程是不可控制的。除了极高温的条件之外，为维持受控的核聚变还必须满足两个其他条件，一个是需要适当的等离子体密度n ，一个是维持高温和密度以足够的时间τ 。人们仔细地研究了这些条件，概括为劳逊判据。对于氘氚聚变的劳逊判据为：T＝108 K，nτ＝1014秒／厘米3。
为了实现自持的受控热核聚变反应，各国科学家都在努力研究。1991年11月欧洲联合环形聚变反应堆进行的受控聚变第一次达到劳逊判据所要求的条件，产生了大约1.7MeV的电力，持续时间为2秒，这是人类利用聚变能历史上的一次重大突破。