核聚變的原理,核聚變的原理是什麼?

2022-07-08 18:07:35 字數 4769 閱讀 6264

1樓:njqbz95蹆

根據愛因斯坦質能方程e=mc2,原子核發生聚變時,有一部分質量轉化為能量釋放出來。

只要微量的質量就可以轉化成很大的能量。

兩個氫的原子核相碰,可以形成一個原子核並釋放出能量,這就是聚變反應,在這種反應中所釋放的能量稱聚變能。聚變能是核能利用的又一重要途徑。

最重要的聚變反應有:

式中d是氘核(重氫)、t是氚核(超重氫)。以上兩組反應總的效果是:

即每「燒」掉6個氘核共放出43.24mev能量,相當於每個核子平均放出3.6mev。它比n+裂變反應中每個核子平均放出200/236=0.

85mev高4倍。因此聚變能是比裂變能更為巨大的一種核能。

要使原子核之間發生聚變,必須使它們接近到飛米級。要達到這個距離,就要使核具有很大的動能,以克服電荷間極大的斥力。要使核具有足夠的動能,必須把它們加熱到很高的溫度(幾百萬攝氏度以上)。

因此,核聚變反應又叫熱核反應。原子彈**產生的高溫可引起熱核反應,氫彈就是這樣**的。

受控核聚變是等離子態的原子核在高溫下有控制地發生大量原子核聚變的反應,同時釋放出能量。氘是最重要的聚變燃料,海洋是氘的潛在**,一旦能實現以氘為基本燃料的受控核聚變,人們就幾乎擁有了取之不盡、用之不竭的能源。氫彈**釋放出來的大量聚變能、原子彈**釋放出來的大量裂變能,都是不可控制的。

在第一顆原子彈**後僅十多年,人們就找到控制裂變反應的辦法,並建成了裂變電站。原以為氫彈炸爆後能建成聚變電站,但並不如此簡單,即使在地球條件下能發生的聚變反應:

3h+2h—→4he+10n+1.76×10^7ev

也只能在極高的溫度(>4000 0000℃)和足夠大的碰撞機率條件下,才能大量發生。因此實際可作為能源使用的受控熱核聚變反應,必須在產生並加熱等離子體到億萬攝氏度高溫的同時,還要有效約束這一高溫等離子體。這就是近幾十年內研究的難題和期望攻克的目標。

中國的中科院物理所、中科院等離子物理所、西南物理研究院在實驗工程和理論研究各方面都做了許多的工作,也取得了許多重要的進展。

2樓:匿名使用者

聚焦核聚變:直接將核能轉化為電能素材:油管翻譯:golevkatech個人字幕組

3樓:伏廷謙潭培

核聚變的定義:

核聚變是指由質量小的原子,主要是指氘或氚,在一定條件下(如超高溫和高壓),發生原子核互相聚合作用,生成新的質量更重的原子核,並伴隨著巨大的能量釋放的一種核反應形式。原子核中蘊藏巨大的能量,原子核的變化(從一種原子核變化為另外一種原子核)往往伴隨著能量的釋放。如果是由重的原子核變化為輕的原子核,叫核裂變,如原子彈**;如果是由輕的原子核變化為重的原子核,叫核聚變,如太陽發光發熱的能量**。

相比核裂變,核聚變幾乎不會帶來放射性汙染等環境問題,而且其原料可直接取自海水中的氘,**幾乎取之不盡,是理想的能源方式。

目前人類已經可以實現不受控制的核聚變,如氫彈的**。但是要想能量可被人類有效利用,必須能夠合理的控制核聚變的速度和規模,實現持續、平穩的能量輸出。科學家正努力研究如何控制核聚變,但是現在看來還有很長的路要走。

目前主要的幾種可控核聚變方式:

超聲波核聚變

鐳射約束(慣性約束)核聚變

磁約束核聚變(託卡馬克)

核聚變的另一定義

比原子彈威力更大的核**—氫彈,就是利用核聚變來發揮作用的。核聚變的過程與核裂變相反,是幾個原子核聚合成一個原子核的過程。只有較輕的原子核才能發生核聚變,比如氫的同位素氘(dao)、氚(chuan)等。

核聚變也會放出巨大的能量,而且比核裂變放出的能量更大。太陽內部連續進行著氫聚變成氦過程,它的光和熱就是由核聚變產生的。

核聚變能釋放出巨大的能量,但目前人們只能在氫彈**的一瞬間實現非受控的人工核聚變。而要利用人工核聚變產生的巨大能量為人類服務,就必須使核聚變在人們的控制下進行,這就是受控核聚變。

核聚變的原理是什麼?

4樓:nm牛虻

在極高的溫度和壓力下才能讓核外電子擺脫原子核的束縛,讓兩個原子核能夠互相吸引而碰撞到一起,發生原子核互相聚合作用,生成新的質量更重的原子核(如氦),中子雖然質量比較大,但是由於中子不帶電,因此也能夠在這個碰撞過程中逃離原子核的束縛而釋放出來。

大量電子和中子的釋放所表現出來的就是巨大的能量釋放。這是一種核反應的形式。原子核中蘊藏巨大的能量,原子核的變化(從一種原子核變化為另外一種原子核)往往伴隨著能量的釋放。

核聚變是核裂變相反的核反應形式。

擴充套件資料

一、核聚變優勢

1、核聚變釋放的能量比核裂變更大。

2、既乾淨又安全。因為它不會產生汙染環境的放射性物質,所以是乾淨的。同時受控核聚變反應可在稀薄的氣體中持續地穩定進行,所以是安全的。

3、燃料**充足,地球上重氫有10萬億噸(每1升海水中含30毫克氘,而30毫克氘聚變產生的能量相當於300升汽油)。

二、核聚變應用條件

產生可控核聚變需要的條件非常苛刻。我們的太陽就是靠核聚變反應來給太陽系帶來光和熱,其中心溫度達到1500萬攝氏度,另外還有巨大的壓力能使核聚變正常反應。

而地球上沒辦法獲得巨大的壓力,只能通過提高溫度來彌補。核聚變如此高的溫度沒有一種固體物質能夠承受,只能靠強大的磁場來約束。由此產生了磁約束核聚變。

5樓:賈立鬆

可控核聚變的原理是什麼?為什麼說它能帶領人類科技更上一層樓?

6樓:匿名使用者

1.首先,中子和質子之間是可以轉變的.由兩個氫到一個氘,放出帶電粒子;所以由4個氫的聚變和2個氘的聚變的區別肯定還有帶電粒子

2.中子數和質子數目是沒有差別,但是請仔細看它們的精確質量是多少,能量的**就是質子與中子轉變過程中質量消失來的.

3.質能公式是描述能量與質量的關係的,即能量和質量是物質不同的存在形式.應用到聚變或裂變中,消失的那部分質量是以能量的形式放出的.

這只是我的個人理解,希望有所幫助.

核聚變間的原理到底是什麼

7樓:御恭是衣

按照愛因斯坦質能方程,兩個較輕的原子相遇,合二為一,損失一部分質量,損失的質量轉換為能量,是為核聚變。重元素的原子核裂變為輕元素時,也會釋放出能量,是為核裂變;

核聚變釋放出遠遠多於核裂變時的能量,核聚變的產生條件比核裂變更苛刻,要將兩個原子融合為一個原子,需要克服原子間作用力,一般需要幾百萬度的高溫和幾千萬大氣壓的環境下才能發生核聚變。自然界的核裂變、核聚變只發生在宇宙大**初期,當宇宙冷卻下來後,核裂變、核聚變的產生條件消失,核裂變、核聚變停止下來,否則地球上就不會存在重元素和輕元素了。

如果要人工產生核聚變,這種環境,目前只有原子彈**時才會產生,氫彈就是用原子彈做扳機,先裂變,然後再聚變,釋放出更大的能量。這種聚變是不可控的,一旦開始無法停下來。為了利用核聚變時產生的巨大能量,人類嘗試利用人工手段製造核聚變的發生環境,誘發核聚變並可控。

一旦解決,將擺脫對化石能源的依賴。

核聚變原理和產生的方法

核聚變的機理是什麼?

8樓:超級鞏神

輕核聚合成重核,發生質量損失,放出能量

9樓:chick小哀

核聚變是指由質量小的原子,主要是指氘或氚,在一定條件下(如超高溫和高壓),發生原子核互相聚合作用,生成新的質量更重的原子核,並伴隨著巨大的能量釋放的一種核反應形式。原子核中蘊藏巨大的能量,原子核的變化(從一種原子核變化為另外一種原子核)往往伴隨著能量的釋放。如果是由重的原子核變化為輕的原子核,叫核裂變,如原子彈**;如果是由輕的原子核變化為重的原子核,叫核聚變,如太陽發光發熱的能量**。

10樓:河豬研究員

核聚變是由質量小的原子,主要是指氘或氚,在一定條件下(如超高溫和高壓),發生原子核互相聚合作用,生成新的質量更重的原子核,並伴隨著巨大的能量釋放的一種核反應形式。是太陽上常見的形式!!!!!!!!!!!

11樓:匿名使用者

輕核發生聚變的原因是因為核力比庫侖斥力大而使原子核結合。

核力比庫侖斥力大的原因是粒子運動激烈,使某時刻某些粒子能達到核力大於庫侖力的臨界距離。

粒子運動激烈是因為人為加熱,所以一般要用裂變(鏈式反應)來啟動聚變。

(原創)

12樓:士陽德

簡單說,4個h原子變為一個he原子

核聚變是什麼原理?

13樓:

當較輕的原子核(像氫這樣的小原子核)發生聚合反應生成大原子核之後,會因為質量損失放出能量,能量的數值e=mc2(愛因斯坦質能方程)。

核聚變原理

14樓:匿名使用者

聚焦核聚變:直接將核能轉化為電能素材:油管翻譯:golevkatech個人字幕組

核聚變、裂變原理

15樓:全正肖安雙

要說原理,其實都是核反應。核反應有什麼原理呢?就和化學反應一樣,核反應是物質原子核在彼此接近到一定距離(1fm,百萬億分之一米的數量級)的時候,核力作用導致組成原子核的核子(質子與中子)重排,從而生成新的元素,新的物質。

化學反應也是這樣,不過化學反應是庫侖力作用,電子重排而已。

和化學的放熱、吸熱反應一樣,並不是所有的聚變都釋放能量,也不是所有的裂變都吸收能量。怎麼看聚變或裂變到底是釋放或吸收能量呢?這主要是看反應前後各核子的比結合能變化,這是一個標誌,比如:

d+t→α+n,氘氚聚變成氦,就是釋放能量,he-4是偶偶核,核子比結合能很低,比d、t每個核子的平均比結合能低,所以釋放能量;但是如果它們是聚變成he-3,奇偶核,則反應就要吸收能量了。裂變也是一個道理。

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