未來的能源核聚變能

　　目前，人們廣泛應(yīng)用的能源是煤、石油和天然氣。但是地球上這些化石燃料的儲量有限，隨著人類能源消耗的不斷增加，總有一天要面臨枯竭。盡管新發(fā)展的裂變核能已成為較成熟的替代能源，但是核電站所用的燃料鈾和釷等儲量也有限。那么幾十年或幾百年后，人類將依賴何種能源呢？下面是小編幫大家整理的未來的能源核聚變能，希望能夠幫助到大家。

　　目前看來，最有希望的能源將是受控聚變核反應(yīng)提供的核聚變能。

　　“聚變”是較輕的原子核聚合成較重的原子核的反應(yīng)。它所釋放的能量要比等量的裂變原料發(fā)生裂變釋放的能量大很多倍。不僅如此，聚變核反應(yīng)的原料也十分豐富。能夠產(chǎn)生聚變的元素主要是氫的同位素氖和氘，人們稱之為重氫。0．03克重氫在聚變反應(yīng)中釋放出的能量，相當(dāng)于燃燒300公升汽油。重氫在海水中的含量是每噸17．1克。地球上海水中的重氫即使能從中提取出千分之一，也可供人類使用幾十億年！

　　既然核聚變能可以說是取之不盡、用之不竭的能源，那么我們現(xiàn)在為什么不大規(guī)模地開發(fā)利用呢？原來要使輕核聚變，存在著一系列技術(shù)上的難題。首先必須達到幾千萬度以上的高溫，才能使輕核之間接近到可以發(fā)生聚變的距離。因此人們常把聚變反應(yīng)稱為“熱核反應(yīng)”。要獲得這樣的高溫實在不容易。熱核聚變在氫彈里已經(jīng)實現(xiàn)，它是用原子彈爆炸來達到這個高溫而引爆的。但是氫彈里的熱核聚變反應(yīng)不能控制，一發(fā)而不可收，其爆炸威力比原子彈大得多，根本不能有節(jié)制地和平利用。

　　其次，高溫下的重氫的原子核和核外電子已經(jīng)分離，成為等離子體。在這種狀態(tài)下，核運動極其迅速激烈。要想把這樣高溫高能的等離子體約束在一定的區(qū)域里，并讓它按人的意志有節(jié)制地釋放能量，當(dāng)今世界上還真找不到一種實實在在的容器能裝得住這個“魔鬼”。還是科學(xué)家們神通廣大，他們利用磁場制成了“魔瓶”，把等離子體約束在一起，這種方法叫磁約束法。蘇聯(lián)一種叫“托卡馬克”的核聚變裝置，就是用這種“魔瓶”來研究受控?zé)岷朔磻?yīng)的。我國科學(xué)家研制的“中國環(huán)流器一號”受控核聚變裝置也已正式運轉(zhuǎn)。

　　目前，微型受控核聚變的研究已有較大進展，科學(xué)家們正在不斷努力探索。

　　擴展資料：

　　聚變原理

　　核聚變能是模仿太陽的原理，使兩個較輕的原子核結(jié)合成一個較重的原子核并釋放能量。1952年世界第一顆氫彈爆炸之后，人類制造核聚變反應(yīng)成為現(xiàn)實，但那只是不可控制的瞬間爆炸。核聚變能試驗裝置實際上就是在磁容器中對氫的同位素氘和氚所發(fā)生的核聚變反應(yīng)進行控制。

　　聚變反應(yīng)

　　核聚變反應(yīng)是指在高溫條件下，兩個輕核以極高的熱速度相互碰撞，發(fā)生核聚變，形成一個較重的原子核，并釋放出能量。因必須在極高的壓力、溫度條件下，輕核才有足夠的動能去克服靜電斥力而發(fā)生持續(xù)的聚變，因此，聚變反應(yīng)也稱“熱核聚變反應(yīng)”或“熱核反應(yīng)”。

　　核聚變的原料主要是氫、氘和氚。氘、氚都是氫的同位素。核聚變是取得核能的重要途徑之一。用核聚變原理造出來的氫彈是靠先爆發(fā)一顆核裂變原子彈而產(chǎn)生的高熱，來觸發(fā)核聚變起燃器，使氫彈得以爆炸。

　　實現(xiàn)可控核聚變的條件更苛刻。當(dāng)兩個帶正電的球相互接近時，它們會互相排斥，只有使用更大的力才能使兩者互相接近�？煽睾司圩円彩沁@樣，由于所有的原子核都帶正電，當(dāng)兩個原子核越接近時，其靜電斥力越大。為了使兩個核發(fā)生聚變反應(yīng)，必須使兩個原子核的一方或雙方有足夠的能量，以克服它們之間的靜電斥力。而核子之間的吸引力————核力是短程力，只有當(dāng)兩個原子核相互接近達到約萬億分之三毫米時，核力才能起作用。這時由于核力大于靜電斥力，使兩個原子聚合到一起，并放出巨大的能量。

　　前景

　　與傳統(tǒng)的化石能源相比，核聚變能具有清潔和易采集的特點。每一升水中約含有30毫克氘，通過聚變反應(yīng)產(chǎn)生的能量相當(dāng)于300升汽油的熱能。地球上僅海水中就含有45萬億噸氘，足夠人類使用上百億年，比太陽的壽命還要長。由于核聚變能耗資巨大，技術(shù)難度超高，世界各國必須攜手才能取得突破性進展。中國已正式加入由美國、歐洲、日本、韓國和印度等組成的國際合作項目，共同開發(fā)核聚變能反應(yīng)堆。這一項目耗資100億美元，中國投入價值40億元人民幣的自行研制的設(shè)備。

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