科技日报 2020-09-02 08:39
钟武律告诉记者,ITER装置高30米,直径28米,重达2万吨,目标有3个:验证核反应堆级别的装置主机集成技术;验证装置的稳定运行能力;实现聚变反应的输出功率至少10倍于输入功率(即聚变功率增益因子Q要大于10),演示50万千瓦聚变反应功率的可靠运行。
太阳通过热核聚变产生能量
钟武律告诉记者,由于核反应过程中总质量发生亏损,按照爱因斯坦的质能方程E=mc2,核反应中相应地会释放出巨大的能量。核反应可分为核裂变和核聚变。核裂变是指由较重的原子核分裂为较轻的原子核,而核聚变则是将较轻的原子核聚合为较重的原子核。
核聚变是宇宙的能源,太阳及恒星之所以发光发热,正是因为其内部持续不断地进行着轻核间的核聚变反应。
由于自身质量巨大,在强大的引力下,太阳会不断挤压其内部的氢原子核,使得内部的压力和温度变得极高,氢原子核间不断相互碰撞,形成了可以产生核聚变反应的高温高密度条件,从而发生核聚变释放巨大能量。太阳核心温度超过1500万摄氏度,在这种极高温条件下进行的核聚变反应也被称为热核聚变。
热核聚变反应是氢弹爆炸的基础。氢弹的爆炸依赖原子弹来引爆,可在瞬间产生巨大能量。在原子弹爆炸产生的高温下,燃料的原子将全部电离成离子(原子核)和电子,它们组成的集合体即为等离子体。但氢弹爆炸是不可控的热核聚变反应,不能作为提供能源的手段。于是人类便致力于在地球上实现人工控制下的核聚变反应即受控核聚变,希望利用太阳发光发热的原理,为人类提供源源不断的能源。
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