核裂变和核聚变的应用举例 核电站是核聚变还是核裂变

目前 , 世界各地的核电站都利用核裂变的原理 , 在这个过程中 , 一个原子分裂成更小的原子 , 同时释放出能量 , 然后用来驱动其他东西 。
【核裂变和核聚变的应用举例 核电站是核聚变还是核裂变】核聚变则是和核裂变完全相反的过程 , 但它也能产生巨大的能量 。 (虽然核聚变、核裂变、核衰变都释放核能 , 但衰变释放的能量不多 , 所以很少考虑利用)
如果你明白原理的话 , 你很快就会发现 , 在发电方面 , 聚变实际上比裂变更好 。

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图为:常规的几种发电方式
核聚变发电的优势
首先 , 核聚变比裂变需要更少的燃料 , 最重要的是 , 聚变是用氘(氢的一种同位素)作为燃料 , 这在自然界中是相当丰富的 。
相比之下 , 裂变所需的燃料(铀、钚或钍)很难获得 , 而且贵得离谱!
此外 , 与裂变不同 , 聚变不会产生任何放射性废料 , 它只产生氦原子作为副产品 , 我们可以用各种方式利用它 。
你在商场门口买的气球 , 很有可能就是氦气球 , 而且氦现在也变得稀缺 , 我们要登月的一个原因就是想要月球上的氦 。
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图为:核聚变和裂变的不同
另外 , 由于聚变不会像裂变那样产生失控的连锁反应 , 所以在聚变的情况下 , 实际上不存在熔毁(核反应堆因无法及时冷却而熔化造成的损毁)的风险 。
那么问题来了 , 既然聚变这么好 , 在很多方面都优于裂变 , 为什么我们不利用核聚变来产生能量呢?
虽然我们利用聚变制造了氢弹 , 但是要利用它来发电 , 还有很长的路要走 。 其实有很多原因导致我们到现在都没法利用聚变 , 让我们来看看其中的一些吧:
能量需求高 , 材料消耗大
我们无法利用核聚变产生的能量的最大原因之一 , 是因为它对能量的要求高得令人难以置信 。
我们知道核聚变需要一个初始的“点燃”反应 , 而这个初始反应需要至少1亿摄氏度的温度 , 这是太阳核心温度的6倍多 。
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图为:核聚变试验装置
现在 , 实验核聚变反应堆确实存在 , 而且正在发挥作用 , 但它消耗的能量远远超过产生的能量 。
如果给核聚变提供的能量超过我们从它那里获得的能量 , 运行一个核反应堆就变得没有任何意义 。
同时 , 我们不仅需要一种特殊的材料 , 当它被加热到1亿摄氏度时不发生变化 , 最重要的是 , 需要大量的液氦来保持整个装置的冷却 。
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难以维持和容纳聚变反应
核聚变反应一旦开始 , 就需要大量的额外能量来维持 。 因此 , 我们应该在最初的反应中产生足够多的能量 , 从而帮助其它原子聚变 。 除此之外 , 我们需要一个非常复杂和密集的设置来容纳整个反应 。
在这里要提的是 , 现在中国在这方面技术处于世界领先水平 , 全超导托卡马克核聚变实验装置(EAST)已实现1亿摄氏度等离子体运行 。
EAST由一个甜甜圈形状的真空室组成 , 气体被泵入这个腔体 , 电流通过中心 , 使气体带电并形成等离子体 , 这种等离子体由很强的磁场容纳在腔内 。
等离子体的形成是一个突破 , 因为这就是我们想要的 , 但是等离子体的导电性很高 。 本质上 , 它会形成自己的电流和磁场 , 因为它在周围快速移动 , 从而破坏了试图把它容纳在腔内的磁场 , 所以很难使其稳定安全 。

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