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现在核聚变技术的成熟的应用就是氢弹。不过基于核聚变技术可以产生巨大的能量,很多国家,包括我国都在积极研究和平核聚变技术,即实现人工控制核聚变,使它用来发电,就像裂变一样。但是也正因为能量太大了,使它极不受控制,现在仅有的成果就是能够利用托卡马克装置实现2000~5000万度以上的人造太阳,普遍能仅仅能维持数十秒钟。日本在2000万度的温度下,使“太阳”稳定地存在了31分钟45秒。
我国最近实现了长达20秒的可重复高温等离子体放电,最高电子温度超过3000万度,令人鼓舞。
网站论评:爱德华·特勒不仅是美国的“氢弹之父”,也是名副其实的世界“氢弹之父”。虽然氢弹爆炸成功是当时两个超级大国相互进行军备竞赛的产物,也给人类带来了严重而深刻的和平危机,但是,它无疑是人类科学和技术巨大进步的标志性产物。氢弹的成功爆炸宣告了人类可以也能够利用轻核能源时代的到来,尽管还不是完全可控的“热核聚变”利用方式。
正如枪炮可以用之维护正义,但它的失控也可以带给人类空前绝后的灾难。人人有其缺点,由人所构成的组织也会有荒谬之举。利用贫铀弹造成他国无辜儿童成批出现贫血病;利用航空飞机造成纽约“双塔楼”仅半个小时就消失,并造成近三千无辜生命殒灭;物质的文明也演绎出了两次世界大战的爆发……历史的悲剧会否重演!在我们埋头于科学研究筹建人类物质文明的同时,我们更应该对人类未来的命运和发展作一科学的、公正的、富有建设性和创造性的、具有历史考究性的理性化思考和科学评估。
今天科学技术的进步已经远远超出了氢弹的爆炸成功。像“克隆”等生物技术的进步和繁荣它会不会同样带来无可挽回的生态灾难?SARS病毒至今没有找到源头,我们不能不胆颤惊心。当纳米技术发展到工厂化智能尘粒制造阶段,人类还有没有道义和自由可言?恐怖杀人于无形胜于“定点清出”的可怕忧虑又会是子虚乌有的吗!全世界精心建立的网络体系又会不会一夜之间灰飞烟灭……
如果物质的文明受制于没有科学、没有道义、没有理性的政治团体和组织,人类社会将是灾难深重的,绝非仅仅如人民处于水深火热之中一般境地可言。这同样是我们热爱科学的人们需要严肃讨论而不可回避的一个现实性历史性话题!“责任重于泰山!”这绝不是金钱所依赖的问题,我们确实面临一种人类能不能再进行下去的危机,这也自然包括每一个中国人未来的切身命运!
可控核聚变难点在哪里?为什么要实现?
核衰变、核裂变、核聚变有3点不同:
一、三者的概述不同:
1、核衰变的概述:核衰变是原子核自发射出某种粒子而变为另一种核的过程。
2、核裂变的概述:核裂变称核分裂,是指由重的原子核(主要是指铀核或钚核)分裂成两个或多个质量较小的原子的一种核反应形式。
3、核聚变的概述:核聚变又称核融合、融合反应、聚变反应或热核反应。
二、三者的原理不同:
1、核衰变的原理:原子核俘获一个K层或L层电子而衰变成核电荷数减少1,质量数不变的另一种原子核。由于K层最靠近核,所以K俘获最易发生。
在K俘获发生时,必有外层电子去填补内层上的空位,并放射出具有子体特征的标识X射线。这一能量也可能传递给更外层电子,使它成为自由电子发射出去,这个电子称作“俄歇电子”,从而发生核衰变。
2、核裂变的原理:裂变释放能量是与原子核中质量-能量的储存方式有关。从最重的元素一直到铁,能量储存效率基本上是连续变化的,所以,重核能够分裂为较轻核(到铁为止)的任何过程在能量关系上都是有利的。如果较重元素的核能够分裂并形成较轻的核,就会有能量释放出来。
3、核聚变的原理:核聚变,即轻原子核(例如氘和氚)结合成较重原子核(例如氦)时放出巨大能量。因为化学是在分子、原子层次上研究物质性质,组成,结构与变化规律的科学,而核聚变是发生在原子核层面上的,所以核聚变不属于化学变化。
三、三者的应用不同:
1、核衰变的应用:放射性在许多学科的研究中都有重要应用。
2、核裂变的应用:核电站和原子弹是核裂变能的两大应用,两者机制上的差异主要在于链式反应速度是否受到控制。核电站的关键设备是核反应堆,它相当于火电站的锅炉,受控的链式反应就在这里进行。
3、核聚变的应用:人类已经可以实现不受控制的核聚变,如氢弹的爆炸。
百度百科-核衰变
百度百科-核聚变
百度百科-核裂变
大家都知道核反应有两种基本的反应方式,一种是重核裂变,另一种是轻核聚变。只要你学过初中物理,就会知道,原子由原子核和核外电子组成,原子核有质子和中子组成,就能够轻易理解这两种反应方式。
所谓核裂变,就是一个重的原子核分裂为多个轻的原子核,然后放出大量的能量。而核聚变,则是两个轻的原子核合成为一个重的原子核,同时也放出能量。
谈起核裂变,大家第一反应都是原子弹、核电站什么的,实际上核裂变还包括“衰变”。也就是说许多元素在自然的条件下就会发生由一个核变成多个核的反应,这并没有引起世界毁灭什么的。
但是核聚变就不一样了,核聚变的反应条件非常苛刻,可以说地球上的自然界中基本不会发生自主的核聚变反应(这里面有一个点火条件,叫做劳森判据,有兴趣的可以去查一下文献,大概描述了核聚变时间与功率的乘积要大于某一个常数)。因此,核聚变反应实现的难点就在于它苛刻的反应条件,可控核聚变的难点就在于你是否能够随意控制这苛刻的反应条件。
那核聚变反应到底需要多苛刻的条件呢?让我们首先看看宇宙中自然发现的核聚变反应吧,太阳就是一个经典的核聚变反应的例子。太阳之所以能够源源不断地向宇宙中辐射能量,原因就在于太阳的基本组成就是氢和氦,它们在不断地发生着核聚变反应。
木星的组成和太阳非常类似,也都是氢和氦,可是木星却不会发生核聚变反应。这其中的原因非常简单,太阳有巨大的质量,在引力坍缩下势能转化为内能,温度急剧升高,这就相当于一个打火机在给氢核点火,从而发生核聚变反应——木星虽然也发生引力坍缩,但是升高的温度还不足以发生核聚变反应。
可控核聚变也叫做“热核反应”,实现的温度大约需要1400万到1亿开尔文。要随心所欲控制这么高的温度,是非常艰难的。如此高的温度,一方面如何金属容器都会熔化,所以需要用磁场来做约束,这叫做托克马克装置。另外一方面,能点火并不一定能实用:需要输入的功率小于放出的功率才有意义(吃进去少,干活多,才有价值呀)。总之,这个问题就是很难的。
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