解決核聚變的具體方法是哪些(實(shí)現核聚變的方法)
1.實(shí)現核聚變的方法有哪些
人們認識熱核聚變是從氫彈爆炸開(kāi)始的，氫彈爆炸時(shí)能釋放出極大的能量，會(huì )給人類(lèi)帶來(lái)災難。而科學(xué)家們卻希望發(fā)明一種可以有效地控制“氫彈爆炸”的過(guò)程的裝置，讓能量能夠持續穩定的輸出，用來(lái)解決人類(lèi)面臨的能源短缺危機。利用核聚變發(fā)電是21世紀的重要技術(shù)，它主要是把聚變燃料加熱到1億攝氏度以上的高溫，從而讓它產(chǎn)生核聚變，然后人們就可以利用其輸出的熱能。
核能是能源家族的新成員，它包括裂變能和聚變能兩種主要的形式。裂變能是重金屬元素的質(zhì)子通過(guò)裂變而釋放出巨大能量，目前人類(lèi)已經(jīng)實(shí)現商用化。因為裂變需要的鈾等重金屬元素在地球上的含量稀少，而且常規裂變反應堆會(huì )產(chǎn)生長(cháng)壽命、放射性較強的核廢料，污染環(huán)境，因此這些因素一定程度的限制了裂變能的發(fā)展。而核聚變的形式目前還尚未實(shí)現商用化。
核聚變是指由質(zhì)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(fā)生原子核互相聚合的作用，從而生成新的質(zhì)量更重的原子核，并且伴隨著(zhù)巨大的能量釋放出來(lái)的一種核反應形式。原子核中蘊藏著(zhù)巨大的能量，原子核的變化（從一種原子核轉化為另一種原子核）往往還伴隨著(zhù)巨大能量的釋放。如果是由重的原子核變?yōu)檩p的原子核，叫做核裂變，如原子彈爆炸；如果是由輕的原子核變?yōu)橹氐脑雍耍徒凶龊司圩儯缣?yáng)發(fā)光發(fā)熱的能量來(lái)源。
比原子彈威力更大的核武器是氫彈，它就是利用核聚變來(lái)發(fā)揮作用的。核聚變的過(guò)程與核裂變相反，核聚變是幾個(gè)原子核聚合成一個(gè)原子核的過(guò)程，只有較輕的原子核才會(huì )發(fā)生核聚變，比如氫的同位素氘、氚等。核聚變會(huì )釋放出巨大的能量，而且要比核裂變釋放出的能量大很多。太陽(yáng)內部連續進(jìn)行著(zhù)氫聚變成氦的過(guò)程，它的光和熱就是由核聚變產(chǎn)生的。
利用核能的最終目的是要實(shí)現受控核聚變釋放的能量。核聚變和核裂變相比，它有兩大優(yōu)點(diǎn)：一是地球上蘊藏的核聚變能源遠比核裂變能量豐富得多。據專(zhuān)家測算，每升海水中含有0.03克氘，而地球上有70%的面積被海水所覆蓋，所以地球上僅在海水中就有45萬(wàn)億噸氘。1升海水中所含的氘，經(jīng)過(guò)核聚變釋放的能量相當于300升汽油燃燒后釋放出的能量。如果把地球上海水中所有的氘全部用于核聚變反應，那么其釋放出的能量足夠人類(lèi)使用幾百億年，而且其反應產(chǎn)物是無(wú)放射性污染的氦；二是由于核聚變過(guò)程中需要維持極高的溫度，如果某一環(huán)節出現問(wèn)題，燃料的溫度下降，核聚變反應就會(huì )自動(dòng)終止。也就是說(shuō)，聚變堆是安全的。因此，聚變能是一種無(wú)限的、環(huán)保的、安全的新能源，這就是為什么世界各國，尤其是發(fā)達國家都不惜花費大量人力物力財力，競相研究、開(kāi)發(fā)聚變能的原因所在。
目前，實(shí)現核聚變的方法有很多種。最早的著(zhù)名方法是“托卡馬克”型磁場(chǎng)約束法。它是利用通過(guò)強大電流所產(chǎn)生的強大磁場(chǎng)，把等離子體約束在很小范圍內。雖然在實(shí)驗室條件下已接近成功，但要達到工業(yè)應用的水平還有一段遙遠的距離。按照目前的技術(shù)水平，要建立“托卡馬克”型核聚變裝置，需要大量的資金支持；另一種實(shí)現核聚變的方法是慣性約束法，慣性約束核聚變是把幾毫克的氘和氚的混合氣體或固體，裝入直徑約幾毫米的小球內，從外面均勻射入激光束或粒子束，球面因吸收能量而向外蒸發(fā)，球面內層受到它的反作用，會(huì )向內擠壓（反作用力是一種慣性力，靠它使氣體約束，所以稱(chēng)為慣性約束），就像噴氣飛機氣體會(huì )往后噴而推動(dòng)飛機飛行一樣，小球內氣體受擠壓而壓力升高，并伴隨著(zhù)溫度急劇升高而升高，當溫度達到所需要的點(diǎn)火溫度（大概需要幾十億攝氏度）時(shí)，小球內的氣體便會(huì )發(fā)生爆炸，并產(chǎn)生大量熱能。這種爆炸過(guò)程所需的時(shí)間很短，只有幾皮秒（1皮等于1萬(wàn)億分之一）。如每秒鐘發(fā)生三四次這樣的爆炸并且連續不斷地進(jìn)行下去，所釋放出的能量就相當于百萬(wàn)千瓦級的發(fā)電站釋放的能量。
原理上看很簡(jiǎn)單，但是現有的激光束或粒子束所能達到的功率，離需要的功率還差幾十倍、甚至幾百倍，再加上其他種種技術(shù)上的問(wèn)題，使得慣性約束核聚變仍是人類(lèi)可望而不可及的技術(shù)。
核聚變是當前社會(huì )最有發(fā)展前途的新能源，核聚變反應是氫彈爆炸的基礎，能夠在一瞬間產(chǎn)生大量的熱能，但目前人類(lèi)還無(wú)法加以利用。如果使核聚變反應在一定的約束區域內，能夠根據人們的意圖有控制地使其產(chǎn)生與進(jìn)行，實(shí)現持續、平穩的能量輸出，就可以實(shí)現受控熱核反應。不過(guò)，這正是目前科學(xué)家們進(jìn)行試驗研究的重大課題。受控熱核反應是聚變反應堆的基礎，如果聚變反應堆一旦實(shí)驗成功，則可能會(huì )為人類(lèi)提供最環(huán)保而又取之不盡的新能源。
2.實(shí)現核聚變的方法有哪些
人們認識熱核聚變是從氫彈爆炸開(kāi)始的，氫彈爆炸時(shí)能釋放出極大的能量，會(huì )給人類(lèi)帶來(lái)災難。
而科學(xué)家們卻希望發(fā)明一種可以有效地控制“氫彈爆炸”的過(guò)程的裝置，讓能量能夠持續穩定的輸出，用來(lái)解決人類(lèi)面臨的能源短缺危機。利用核聚變發(fā)電是21世紀的重要技術(shù)，它主要是把聚變燃料加熱到1億攝氏度以上的高溫，從而讓它產(chǎn)生核聚變，然后人們就可以利用其輸出的熱能。
核能是能源家族的新成員，它包括裂變能和聚變能兩種主要的形式。裂變能是重金屬元素的質(zhì)子通過(guò)裂變而釋放出巨大能量，目前人類(lèi)已經(jīng)實(shí)現商用化。
因為裂變需要的鈾等重金屬元素在地球上的含量稀少，而且常規裂變反應堆會(huì )產(chǎn)生長(cháng)壽命、放射性較強的核廢料，污染環(huán)境，因此這些因素一定程度的限制了裂變能的發(fā)展。而核聚變的形式目前還尚未實(shí)現商用化。
核聚變是指由質(zhì)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(fā)生原子核互相聚合的作用，從而生成新的質(zhì)量更重的原子核，并且伴隨著(zhù)巨大的能量釋放出來(lái)的一種核反應形式。原子核中蘊藏著(zhù)巨大的能量，原子核的變化（從一種原子核轉化為另一種原子核）往往還伴隨著(zhù)巨大能量的釋放。
如果是由重的原子核變?yōu)檩p的原子核，叫做核裂變，如原子彈爆炸；如果是由輕的原子核變?yōu)橹氐脑雍耍徒凶龊司圩儯缣?yáng)發(fā)光發(fā)熱的能量來(lái)源。比原子彈威力更大的核武器是氫彈，它就是利用核聚變來(lái)發(fā)揮作用的。
核聚變的過(guò)程與核裂變相反，核聚變是幾個(gè)原子核聚合成一個(gè)原子核的過(guò)程，只有較輕的原子核才會(huì )發(fā)生核聚變，比如氫的同位素氘、氚等。核聚變會(huì )釋放出巨大的能量，而且要比核裂變釋放出的能量大很多。
太陽(yáng)內部連續進(jìn)行著(zhù)氫聚變成氦的過(guò)程，它的光和熱就是由核聚變產(chǎn)生的。利用核能的最終目的是要實(shí)現受控核聚變釋放的能量。
核聚變和核裂變相比，它有兩大優(yōu)點(diǎn)：一是地球上蘊藏的核聚變能源遠比核裂變能量豐富得多。據專(zhuān)家測算，每升海水中含有0.03克氘，而地球上有70%的面積被海水所覆蓋，所以地球上僅在海水中就有45萬(wàn)億噸氘。
1升海水中所含的氘，經(jīng)過(guò)核聚變釋放的能量相當于300升汽油燃燒后釋放出的能量。如果把地球上海水中所有的氘全部用于核聚變反應，那么其釋放出的能量足夠人類(lèi)使用幾百億年，而且其反應產(chǎn)物是無(wú)放射性污染的氦；二是由于核聚變過(guò)程中需要維持極高的溫度，如果某一環(huán)節出現問(wèn)題，燃料的溫度下降，核聚變反應就會(huì )自動(dòng)終止。
也就是說(shuō)，聚變堆是安全的。因此，聚變能是一種無(wú)限的、環(huán)保的、安全的新能源，這就是為什么世界各國，尤其是發(fā)達國家都不惜花費大量人力物力財力，競相研究、開(kāi)發(fā)聚變能的原因所在。
目前，實(shí)現核聚變的方法有很多種。最早的著(zhù)名方法是“托卡馬克”型磁場(chǎng)約束法。
它是利用通過(guò)強大電流所產(chǎn)生的強大磁場(chǎng)，把等離子體約束在很小范圍內。雖然在實(shí)驗室條件下已接近成功，但要達到工業(yè)應用的水平還有一段遙遠的距離。
按照目前的技術(shù)水平，要建立“托卡馬克”型核聚變裝置，需要大量的資金支持；另一種實(shí)現核聚變的方法是慣性約束法，慣性約束核聚變是把幾毫克的氘和氚的混合氣體或固體，裝入直徑約幾毫米的小球內，從外面均勻射入激光束或粒子束，球面因吸收能量而向外蒸發(fā)，球面內層受到它的反作用，會(huì )向內擠壓（反作用力是一種慣性力，靠它使氣體約束，所以稱(chēng)為慣性約束），就像噴氣飛機氣體會(huì )往后噴而推動(dòng)飛機飛行一樣，小球內氣體受擠壓而壓力升高，并伴隨著(zhù)溫度急劇升高而升高，當溫度達到所需要的點(diǎn)火溫度（大概需要幾十億攝氏度）時(shí)，小球內的氣體便會(huì )發(fā)生爆炸，并產(chǎn)生大量熱能。這種爆炸過(guò)程所需的時(shí)間很短，只有幾皮秒（1皮等于1萬(wàn)億分之一）。
如每秒鐘發(fā)生三四次這樣的爆炸并且連續不斷地進(jìn)行下去，所釋放出的能量就相當于百萬(wàn)千瓦級的發(fā)電站釋放的能量。原理上看很簡(jiǎn)單，但是現有的激光束或粒子束所能達到的功率，離需要的功率還差幾十倍、甚至幾百倍，再加上其他種種技術(shù)上的問(wèn)題，使得慣性約束核聚變仍是人類(lèi)可望而不可及的技術(shù)。
核聚變是當前社會(huì )最有發(fā)展前途的新能源，核聚變反應是氫彈爆炸的基礎，能夠在一瞬間產(chǎn)生大量的熱能，但目前人類(lèi)還無(wú)法加以利用。如果使核聚變反應在一定的約束區域內，能夠根據人們的意圖有控制地使其產(chǎn)生與進(jìn)行，實(shí)現持續、平穩的能量輸出，就可以實(shí)現受控熱核反應。
不過(guò)，這正是目前科學(xué)家們進(jìn)行試驗研究的重大課題。受控熱核反應是聚變反應堆的基礎，如果聚變反應堆一旦實(shí)驗成功，則可能會(huì )為人類(lèi)提供最環(huán)保而又取之不盡的新能源。
3.核聚變技術(shù)難點(diǎn)與解決辦法
此可控聚變方法將轟動(dòng)世界，你不服都不行，可控核聚變難在1輸入能大于輸出能，2不能持續反應，反應后會(huì )把反應物炸開(kāi)，3高溫高壓，這個(gè)其實(shí)不算，因為只要持續反應就能有高溫高壓，而且輸出能會(huì )大于輸入能，所以只要克服了持續反應就能克服難題，書(shū)上的高溫高壓沒(méi)用，現在最難點(diǎn)是聚變反應后把反應物炸開(kāi)，無(wú)法持續反應，模擬三相氫彈四相五相氫彈原理，用聚變中子代替裂變中子，氫彈反應物是氘化鋰而不是氫氣或氘氣，這是關(guān)鍵，托卡馬克用錯反應物沒(méi)裂變，導致失敗，原子裂變時(shí)存在裂變斥力加速，用氘化鋰混合高溫反應，用加速器混和比例，快中子點(diǎn)火鋰，先氘氚聚變，產(chǎn)生氦4和中子，中子和鋰裂變反應產(chǎn)生氦3合氚（氚會(huì )近距離受裂變斥力加速與氘聚變，等下解釋?zhuān)芭c氘聚變又放出中子，中子又使鋰裂變，持續反應，解釋裂變斥力加速：鋰原子吸收快中子裂變時(shí)，氚與氦3斥力作用，因為氦3是2個(gè)質(zhì)子，氚會(huì )進(jìn)距離受到2個(gè)電斥力作用，速度會(huì )加快，必然快于沒(méi)受近距離斥力作用的氘，氚會(huì )追上并克服氘1個(gè)電斥力壁壘，因為氚是受到2個(gè)氦3質(zhì)子電斥力作用，作用力大于氘1個(gè)斥力壁壘，輕松聚變，通過(guò)吸收快中子控制聚變規模發(fā)電，星辰大海可克服了，理論攻破了，關(guān)鍵是比例要用加速器控制好，一個(gè)氘配一個(gè)鋰高溫混合，雖然是一個(gè)化學(xué)分子高溫可能會(huì )分開(kāi)，再用磁約束，反應完后打開(kāi)門(mén)加熱水發(fā)電，我嘔心瀝血，請轉載到百度，不然美國洛克希德馬丁要領(lǐng)先了，超過(guò)美國，。
4.為什么核聚變是解決能源問(wèn)題的最終辦法
這是因為，核聚變的原材料很容易找——地球上氘的含量并不算少，每一萬(wàn)個(gè)氫原子中就有一個(gè)是氘原子。在最好的情況下，每升海水中的氘聚變能夠放出的能量，相當于燃燒300升汽油；而一個(gè)百萬(wàn)千瓦的核聚變電廠(chǎng)，每年只需要600公斤原料，但一個(gè)同樣規模的火電廠(chǎng)，每年將需要210萬(wàn)噸燃料煤。
雖然氚在地球上并不存在，但是我們可以通過(guò)用中子轟擊鋰元素的方法來(lái)制造它。氦3也是目前最理想的核聚變原料，雖然在地球上也找不到，但是在我們舉目可及之處卻大量存在——在月球、土星和火星上，氦3的含量足夠人們隨心所欲地揮霍數十萬(wàn)年。如果單純根據地球上海洋中氘資源總量估計，核聚變能可供人類(lèi)使用數億年，甚至數十億年。
在最好的情況下，每升海水中的氘聚變能夠放出的能量，相當于燃燒300升汽油。如果單純根據地球上海洋中氘資源總量估計，核聚變能可供人類(lèi)使用數億年，甚至數十億年。 因此科學(xué)家可以夸下海口說(shuō)“核聚變能夠一勞永逸地解決整個(gè)人類(lèi)能源問(wèn)題”。不過(guò)，在人類(lèi)實(shí)現可控核聚變方面還有一段路要走，科學(xué)家樂(lè )觀(guān)估計大約50年。
5.慣性約束核聚變的具體方法
慣性約束是一種實(shí)現核聚變的方法。
慣性約束核聚變是把幾毫克的氘和氚的混合氣體或固體，裝入直徑約幾毫米的小球內。從外面均勻射入激光束或粒子束，球面因吸收能量而向外蒸發(fā)，受它的反作用，球面內層向內擠壓（反作用力是一種慣性力，靠它使氣體約束，所以稱(chēng)為慣性約束），就像噴氣飛機氣體往后噴而推動(dòng)飛機前飛一樣，小球內氣體受擠壓而壓力升高，并伴隨著(zhù)溫度的急劇升高。
當溫度達到所需要的點(diǎn)火溫度（大概需要幾十億度）時(shí)，小球內氣體便發(fā)生爆炸，并產(chǎn)生大量熱能。這種爆炸過(guò)程時(shí)間很短，只有幾個(gè)皮秒（1皮等于1萬(wàn)億分之一）。
如每秒鐘發(fā)生三四次這樣的爆炸并且連續不斷地進(jìn)行下去，所釋放出的能量就相當于百萬(wàn)千瓦級的發(fā)電站。
