核聚变是为恒星提供动力的引擎。
许多人认为它是能源技术的“圣杯”。
一个工作的聚变反应堆可以无限期,安全地向世界提供几乎无限的能量,而且没有危险或有毒的副产品。
对我们来说不幸的是,这项技术仍然是科幻小说的一部分。
或者是吗?它引导一位读者问:“什么是聚变能力以及它是如何工作的”?裂变与融合在我们进入融合之前,让我们谈谈裂变。
核裂变是融合的反面,它是分裂原子的过程。
当原子被分裂时,无论是通过放射性衰变(放射性)还是通过核链式反应(核弹),它们都会释放出大量的能量和电离辐射。
核电站利用这种裂变能为全球11%的人口提供电力。
融合是将两个或多个原子组合在一起以创造新事物的过程。
当这种情况发生时,两个核的质量低于铁的核,这个过程会产生大量的能量。
当将核与质量大于铁的质量相结合时,实际上会消耗能量。
后者是对星星的死刑。
当一颗恒星开始在其核心融合铁时,它即将成为超新星。
核裂变反应堆目前,我们只会谈论前者,融合可以产生能量的较轻核。
这些较轻的原子核的行为方式我们可能会发现反直觉。
当我们试图将两件事情推到一起时,这需要工作和精力。
当我们试图将原子融合在一起时,它们实际上想要在它们足够接近时粘在一起。
当两个原子粘在一起并融合成新的东西时,它们会释放出大量的能量。
在融合之后,它实际上需要一点能量才能将它们拉回来。
不幸的是,由于氢原子具有相同的电荷,当它们彼此相邻时,它们会相互排斥。
这有点像迷你高尔夫球 - 如果你想把球放在陡峭的斜坡上的洞里,那么需要做一些工作才能让球靠近球洞。
但是一旦球越过洞的边缘,它就会立即下沉并弹出到位。
它“回家”。
这要归功于强大的核力,它将使原子“粘在一起”。
较大、较重的原子的工作方式略有不同。
他们几乎只是把自己抱在一起,最轻微的不稳定可以分解碎片,导致能量被释放。
这就是我们所说的放射性。
这种效应是用于过热的水,可以转动涡轮机并为核电站发电。
两种方式来保险核聚变研究已持续数十年。
虽然进展缓慢,但近年来取得了一些令人振奋的进展。
虽然有近十几种不同的方法可以实现核聚变,但目前有两种设计处于领先地位并且已经显示出最大的希望。
那些是惯性约束聚变和磁约束聚变。
惯性约束融合惯性约束聚变描述惯性约束聚变的口语方式将其称为激光聚变。
这是一个恰当的描述,因为它正是它的本质。
几十个世界上最强大的激光器被引导,然后在系统中射击,在那里它们被放大甚至更多,然后聚焦在一个小目标上。
目标通常是氘 - 氚的小颗粒(10mg)。
激光以这样的力,速度和能量击中它压缩颗粒并在它有时间通过常规方法破裂或破坏之前瞬间加热。
这就是惯性约束聚合的名称