为什么可控核聚变不使用微量喷射激光点火?(可控核心聚变可否不用激光而用其它聚能方式点燃?)

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为什么可控核聚变不使用微量喷射激光点火?(可控核心聚变可否不用激光而用其它聚能方式点燃?)

可控核心聚变可否不用激光而用其它聚能方式点燃?

一个小丸,里面装着聚变材料,投入反应室。激光从各个方向同时对小丸进行照射,产生高温,高压,“点燃”聚变材料。问题:激光束加热无法是小丸表面同时产生同样的压力,材料会“飞溅”出来。-以上是来自一本科普书籍《瓶中的太阳》,凭记忆难免有错误。

可控核聚变 为什么不能实现

不受控的核聚变就是氢弹,这个已经没问题了。但受控的核聚变还不行。有两个原因。

一是聚变反应的速率无法控制。核电站是受控核裂变反应。反应速率靠控制反应时产生的中子数量来实现。想让反应进行得快一点,就把中子吸收剂抽出来一点,中子多了,反应速率就加快了。想让反应进行得慢一点,就把中子吸收剂多放进去一些,中子少了,反应就进行得慢了。当把中子吸收剂完全放进去时,所有中子都被吸收了,裂变反应就基本中止了。

但聚变反应就不一样。聚变反应需要极高的温度和极大的物质密度。一旦达到反应条件,靠什么来控制反应速率呢?既要保持上千万度的反应温度,又要只让一部分氢核相互反应,另外大部分氢核不反应,现在还没办法。

二是找不到放置核聚变反应的容器。聚变反应需要上千万度的反应温度,又要保持极高的物质密度,而且一旦反应开始进行,产生的能力会使内部压力急剧升高。那把聚变反应放在哪里进行呢?有什么东西能把正在反应的氢燃烧装进去,既能在上千万度的温度下不熔化,又能承受反应时内部巨大的压力呢?至少在现在,还找不出这样的材料。有人设想用极强的电磁能把反应限制在一定的体积内,但目前还实现不了。

所以,目前受控核裂变反应还无法实现。

可控核聚变技术为什么还未被利用?

现在还不能进行受控核聚变,这主要是因为进行核聚变需要的条件非常苛刻。发生核聚变需要在1亿度的高温下才能进行。地球上任何一种材料也无法承受如此高的温度。一个条件是需要适当的等离子体密度n,一个是维持高温和密度以足够的时间τ。

为什么不能控制核聚变

激光束或粒子束所能达到的功率,离需要的还差几十倍、甚至几百倍,加上其他种种技术上的问题,使约束核聚变仍是可望而不可即的。即便可以控制,需要的资金也太多了,所以不可用。

因为核裂变的能量没有核聚变的大,更容易控制。

核聚变可以控制以后会不会发明出心的核无期这个问题需要时间证明,无法准确作出预测。

扩展资料:

主要的几种可控核聚变方式:

1、太阳——引力约束聚变

地球上的万物靠着太阳源源不断的能量维持自身的发展。在太阳的中心,温度高达1500万摄氏度,气压达到3000多亿个大气压,在这样的高温高压条件下,氢原子核聚变成氦原子核,并放出大量能量。

几十亿年来,太阳犹如一个巨大的核聚变反应装置,无休止地向外辐射着能量。太阳拥有极大质量,产生一个很强的引力场,把高温等离子体约束。

2、氢弹——惯性约束聚变

氢弹是一种人工实现的、不可控制的热核反应,也是至今为止在地球上用人工方法大规模获取聚变能的唯一方法,但是它必须用裂变方式来点火,因此它实质上是裂变加聚变的混合体,总能量中裂变能和聚变能大体相等。氢弹,从本质上讲,是利用惯性力将高温等离子体进行动力性约束,简称惯性约束。

惯性约束还有激光惯性约束,其中一个方案:在一个直径约为400μm的小球内充以30-100大气压的氘-氚混合气体,让强劲率激光(目前达到1012W,争取1014W)均匀地从四面八方照射小球,

使球内氘氚混合体的密度达到液体密度的一千到一万倍,温度达到108K而引起聚变反应。除激光惯性约束外,还有电子束等方案,但至今还没有一个成功。

3、可控聚变的希望——磁约束

带电粒子(等离子体)在磁场中受洛伦兹力的作用而绕着磁力线运动,因而在与磁力线垂直的方向上就被约束住了。同时,等离子体也被电磁场加热。 由于目前的技术水平还不可能使磁场强度超过10T,因而磁约束的高温等离子体必须非常稀薄。

如果说惯性约束是企图靠增大粒子密度n来达到点火条件,那么磁约束则是靠增大约束时间T。 磁约束装置有很多种,其中最有希望的可能是环流器(环形电流器),又称托卡马克(Tokamak)。 

参考资料来源:百度百科-核聚变