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未来的能源核聚变能

未来的能源核聚变能

目前，人们广泛应用的能源是煤、石油和天然气。但是地球上这些化石燃料的储量有限，随着人类能源消耗的不断增加，总有一天要面临枯竭。尽管新发展的裂变核能已成为较成熟的替代能源，但是核电站所用的燃料铀和钍等储量也有限。那么几十年或几百年后，人类将依赖何种能源呢？下面是小编帮大家整理的未来的能源核聚变能，希望能够帮助到大家。

目前看来，最有希望的能源将是受控聚变核反应提供的核聚变能。

“聚变”是较轻的原子核聚合成较重的原子核的反应。它所释放的能量要比等量的裂变原料发生裂变释放的能量大很多倍。不仅如此，聚变核反应的原料也十分丰富。能够产生聚变的元素主要是氢的同位素氖和氘，人们称之为重氢。0．03克重氢在聚变反应中释放出的能量，相当于燃烧300公升汽油。重氢在海水中的含量是每吨17．1克。地球上海水中的重氢即使能从中提取出千分之一，也可供人类使用几十亿年！

既然核聚变能可以说是取之不尽、用之不竭的能源，那么我们现在为什么不大规模地开发利用呢？原来要使轻核聚变，存在着一系列技术上的难题。首先必须达到几千万度以上的高温，才能使轻核之间接近到可以发生聚变的距离。因此人们常把聚变反应称为“热核反应”。要获得这样的高温实在不容易。热核聚变在氢弹里已经实现，它是用原子弹爆炸来达到这个高温而引爆的。但是氢弹里的热核聚变反应不能控制，一发而不可收，其爆炸威力比原子弹大得多，根本不能有节制地和平利用。

其次，高温下的重氢的原子核和核外电子已经分离，成为等离子体。在这种状态下，核运动极其迅速激烈。要想把这样高温高能的等离子体约束在一定的区域里，并让它按人的意志有节制地释放能量，当今世界上还真找不到一种实实在在的容器能装得住这个“魔鬼”。还是科学家们神通广大，他们利用磁场制成了“魔瓶”，把等离子体约束在一起，这种方法叫磁约束法。

苏联一种叫“托卡马克”的核聚变装置，就是用这种“魔瓶”来研究受控热核反应的。我国科学家研制的“中国环流器一号”受控核聚变装置也已正式运转。

目前，微型受控核聚变的研究已有较大进展，科学家们正在不断努力探索。

扩展资料:聚变原理

核聚变能是模仿太阳的原理，使两个较轻的原子核结合成一个较重的原子核并释放能量。1952年世界第一颗氢弹爆炸之后，人类制造核聚变反应成为现实，但那只是不可控制的瞬间爆炸。核聚变能试验装置实际上就是在磁容器中对氢的同位素氘和氚所发生的核聚变反应进行控制。

聚变反应

核聚变反应是指在高温条件下，两个轻核以极高的热速度相互碰撞，发生核聚变，形成一个较重的原子核，并释放出能量。因必须在极高的压力、温度条件下，轻核才有足够的动能去克服静电斥力而发生持续的聚变，因此，聚变反应也称“热核聚变反应”或“热核反应”。

核聚变的原料主要是氢、氘和氚。氘、氚都是氢的同位素。核聚变是取得核能的重要途径之一。用核聚变原理造出来的氢弹是靠先爆发一颗核裂变原子弹而产生的高热，来触发核聚变起燃器，使氢弹得以爆炸。

实现可控核聚变的条件更苛刻。当两个带正电的球相互接近时，它们会互相排斥，只有使用更大的力才能使两者互相接近。可控核聚变也是这样，由于所有的原子核都带正电，当两个原子核越接近时，其静电斥力越大。为了使两个核发生聚变反应，必须使两个原子核的一方或双方有足够的能量，以克服它们之间的静电斥力。而核子之间的吸引力————核力是短程力，只有当两个原子核相互接近达到约万亿分之三毫米时，核力才能起作用。这时由于核力大于静电斥力，使两个原子聚合到一起，并放出巨大的能量。

前景

与传统的化石能源相比，核聚变能具有清洁和易采集的特点。每一升水中约含有30毫克氘，通过聚变反应产生的能量相当于300升汽油的热能。地球上仅海水中就含有45万亿吨氘，足够人类使用上百亿年，比太阳的寿命还要长。由于核聚变能耗资巨大，技术难度超高，世界各国必须携手才能取得突破性进展。中国已正式加入由美国、欧洲、日本、韩国和印度等组成的国际合作项目，共同开发核聚变能反应堆。这一项目耗资100亿美元，中国投入价值40亿元人民币的自行研制的设备。

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目前，人们广泛应用的能源是煤、石油和天然气。但是地球上这些化石燃料的储量有限，随着人类能源消耗的不断增加，总有一天要面临枯竭。尽管新发展的裂变核能已成为较成熟的替代能源，但是核电站所用的燃料铀和钍等储量也有限。那么几十年或几百年后，人类将依赖何种能源呢？下面是小编帮大家整理的未来的能源核聚变能，希望能够帮助到大家。

目前看来，最有希望的能源将是受控聚变核反应提供的核聚变能。

“聚变”是较轻的原子核聚合成较重的原子核的反应。它所释放的能