核聚变不可控什么意思?核聚变泄露后会有什么后果?(核聚变现在能控制吗)
在人们的认知中,人们常常谈核色变。毕竟核武器可以毁灭地球,所以核电的能量肯定是巨大的。安全吗?
人类一直在使用的顶级资源之一就是核能,核能主要有两种形式,一种是核裂变,一种是核聚变。
核聚变是人类尚未商业化的一种核聚变方式。
核聚变是& lsqu
o融合& rsquo过程不是连锁反应。链式反应对应的是核裂变过程,即重核被中子轰击后释放中子,中子轰击其他重核裂变后再次释放中子,引发一串鞭炮一样的链式反应。一般来说,核聚变指的是低质量的氘和氚(都是氢原子的同位素)。它们的相对原子质量分别是2和3。我们称它们为2H和3H。在超高温高压下,它们的原子核相互聚合产生中子和氦-4(相对原子质量为4,我们标注为4He),同时产生中子和能量。
两个反应对应的是原子弹和氢弹,氢弹里还有一颗原子弹,利用原子弹爆炸时的高温高压引发核聚变。
核聚变燃料可以来自海水和一些轻核,所以核聚变燃料是无穷无尽的。人类已经可以实现无控核聚变,比如氢弹的爆炸。但是,如果能量能够被人类有效利用,就必须合理控制核聚变的速度和规模,实现持续稳定的能量输出。科学家们正在努力研究如何控制核聚变。
最简单的核聚变装置是这样的:首先电解水产生氢气和氧气。然后氢气在低温下被压缩成固态氢气,放在一个厚重的水泥包里。水泥包装中有动力水和冷却水系统。根据四氢聚变一氦核的放热原理,需要陶瓷缓凝剂。
核裂变反应可以用来在中心点火。最后,核聚变还会继续。根据热胀冷缩的原理,核燃料的体积会减少。加上融化的减速条就行了。动力水连接到蒸汽轮机上来发电。
什么叫核聚变不可控?
简单来说,就是因为核聚变反应的条件非常苛刻,需要一个高温、高压、连续密闭的环境。目前已知只有恒星能提供完美的核聚变环境,但在地球上创造一个太阳显然不现实。
目前最可行的方案是托卡马克装置,利用磁约束创造稳定的高温高压环境,但还处于起步阶段。
核聚变反应产生的能量巨大,一旦失控,将造成毁灭性的破坏。所以这方面的研发一般都比较谨慎,只有在受控核聚变的理论和技术成熟后才能进行实验。
核聚变泄露后会发生什么?
受控核聚变(人造太阳)是实现类似太阳内部的受控核聚变反应,产生非常稀薄的等离子体,创造高温高压环境,克服原子核之间的库仑排斥,原子核自由碰撞产生新的元素核和中子,过程中损失的能量转化为能量释放出来。
因此,需要一个特殊的容器来约束磁场中的高温等离子体流。一旦反应环境出现问题,失温失压核聚变反应会自行停止。而且聚变原料的释放不像氢弹那么简单粗暴,而是少量缓慢注入,即使有危险,影响范围也比较小。
所以即使泄漏,也不会有严重的事故,因为核聚变使用的材料是无污染的,产物也是无污染的,但是反应释放的中子穿透力很强,可能会对附近的人和物造成一些伤害。基于上面提到的原因,它比裂变反应堆的原料泄漏危害要小得多。
核聚变是人类能源皇冠上的一颗宝石。要实现核聚变的完全可控,实现人类能源利用的最终安全、高效、取之不尽的理想,需要各个学科(其中最重要的是电磁学、聚变物理和工程学)的合作,需要众多物理学家的共同努力。只有这样,人类才能最终掌握核聚变的指令,掌握它的秘钥。
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