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核聚变,核聚变反应方程式是什么？

admin admin 发表于2024-01-12 02:14:09 浏览25 评论0

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核聚变是什么

核聚变是两个轻原子核结合成一个较重的原子核并释放出巨大能量的过程。
核聚变（nuclear fusion），又称核融合、融合反应、聚变反应或热核反应。核是指由质量小的原子，主要是指氘，在一定条件下（如超高温和高压），只有在极高的温度和压力下才能让核外电子摆脱原子核的束缚，让两个原子核能够互相吸引而碰撞到一起。
发生原子核互相聚合作用，生成新的质量更重的原子核（如氦），中子虽然质量比较大，但是由于中子不带电，因此也能够在这个碰撞过程中逃离原子核的束缚而释放出来，大量电子和中子的释放所表现出来的就是巨大的能量释放。这是一种核反应的形式。
原子核中蕴藏巨大的能量，原子核的变化（从一种原子核变化为另外一种原子核）往往伴随着能量的释放。核聚变是核裂变相反的核反应形式。
科学家正在努力研究可控核聚变，核聚变可能成为未来的能量来源。核聚变燃料可来源于海水和一些轻核，所以核聚变燃料是无穷无尽的。人类已经可以实现不受控制的核聚变，如氢弹的爆炸。
发生条件
产生可控核聚变需要的条件非常苛刻。我们的太阳就是靠核聚变反应来给太阳系带来光和热，其中心温度达到1500万摄氏度，另外还有巨大的压力能使核聚变正常反应。
而地球上没办法获得巨大的压力，只能通过提高温度来弥补，不过这样一来温度要到上亿度才行。核聚变如此高的温度没有一种固体物质能够承受，只能靠强大的磁场来约束。由此产生了磁约束核聚变。

核聚变是什么？

氢的同位素氘在极高的温度下或极高的压强下可以聚变形成氦,这是聚变.核聚变是指由质量小的原子,主要是指氘或氚,在一定条件下（如超高温和高压）,发生原子核互相聚合作用,生成新的质量更重的原子核,并伴随着巨大的能量释放的一种核反应形式.原子核中蕴藏巨大的能量,原子核的变化（从一种原子核变化为另外一种原子核）往往伴随着能量的释放.如果是由重的原子核变化为轻的原子核,叫核裂变,如原子弹爆炸；如果是由轻的原子核变化为重的原子核,叫核聚变,如太阳发光发热的能量来源.相比核裂变,核聚变几乎不会带来放射性污染等环境问题,而且其原料可直接取自海水中的氘,来源几乎取之不尽,是理想的能源方式.目前人类已经可以实现不受控制的核聚变,如氢弹的爆炸.但是要想能量可被人类有效利用,必须能够合理的控制核聚变的速度和规模,实现持续、平稳的能量输出.科学家正努力研究如何控制核聚变,但是现在看来还有很长的路要走.目前 唯一最简单可行的 可控核聚变方式：以 普通氢原子（其他原子也可以,但是需要的 启动能量 更为巨大） 为反应原料,通过 降温（和其他降低物质能量） 的方法,缩小氢原子之间的距离,直到原子核的融合,从而释放出能量.如每秒钟发生三四次这样的爆炸并且连续不断地进行下去,所释放出的能量就相当于百万千瓦级的发电站.一百万千瓦的能量应该足够将几个普通氢原子拉近到足够的距离了.

核聚变是什么意思？

核聚变就是小质量的两个原子合成一个比较大的原子 。
核裂变就是一个大质量的原子分裂成两个比较小的原子。
核聚变，又称核融合，是指由质量小的原子，比方说氘和氚，在一定条件下(如超高温和高压)，发生原子核互相聚合作用，生成中子和氦-4，并伴随着巨大的能量释放的一种核反应形式。原子核中蕴藏巨大的能量。根据质能方程E=mc^2;，原子核之静质量变化(质量亏损) 造成能量的释放。如果是由重的原子核变化为轻的原子核，称为核裂变，如原子弹爆炸;如果是由较轻的原子核变化为较重的原子核，称为核聚变，如恒星持续发光发热的能量来源。
相比核裂变，核聚变的放射性污染等环境问题少很多。如氘和氚之核聚变反应，其原料可直接取自海水，来源几乎取之不尽，因而是比较理想的能源取得方式。
目前人类已经可以实现不受控制的核聚变，如氢弹的爆炸。但是要想能量可被人类有效利用，必须能够合理的控制核聚变的速度和规模，实现持续、平稳的能量输出;而触发核聚变反应必须消耗能量，因此人工核聚变的能量与触发核聚变的能量要到达一定的比例才能有经济效应。科学家正努力研究如何控制核聚变，但是现在看来还有很长的路要走。目前主要的几种可控制核聚变方式:超声波核聚变、激光约束(惯性约束)核聚变、磁约束核聚变(托卡马克)。

什么是核聚变

核聚变，又称核融合。是指由质量小的原子，主要是指氘或氚，在一定条件下（如超高温和高压），发生原子核互相聚合作用，生成新的质量更重的原子核，并伴随着巨大的能量释放的一种核反应形式。原子核中蕴藏巨大的能量，原子核的变化（从一种原子核变化为另外一种原子核）往往伴随着能量的释放。如果是由重的原子核变化为轻的原子核，叫核裂变，如原子弹爆炸；如果是由轻的原子核变化为重的原子核，叫核聚变，如太阳发光发热的能量来源。
相比核裂变，核聚变几乎不会带来放射性污染等环境问题，而且其原料可直接取自海水中的氘，来源几乎取之不尽，是理想的能源方式。
目前人类已经可以实现不受控制的核聚变，如氢弹的爆炸。但是要想能量可被人类有效利用，必须能够合理的控制核聚变的速度和规模，实现持续、平稳的能量输出。科学家正努力研究如何控制核聚变，但是现在看来还有很长的路要走。
在2005年，部份科学家相信已经成功做出小型的核聚变1
，并且得到初步验证2
。首个实验核聚变发电站将选址法国3
。
目前主要的几种可控核聚变方式：
超声波核聚变
激光约束（惯性约束）核聚变
磁约束核聚变（托卡马克）
就是由轻原子核熔合生成较重的原子核，同时释放出巨大能量的核反应。为此，轻核需要能量来克服库仑势垒，当该能量来自高温状态下的热运动时，聚变反应又称“热核反应”。 热核反应。或原子核的聚变反应，是当前很有前途的新能源。参与核反应的氢原子核，如氢（氕）、氘、氚、锂等从热运动获得必要的动能而引起的聚变反应。热核反应是氢弹爆炸的基础，可在瞬间产生大量热能，但目前尚无法加以利用。如能使热核反应在一定约束区域内，根据人们的意图有控制地产生与进行，即可实现受控热核反应。
核聚变的过程是什么？
你应该知道的科学：核聚变到底是什么，为什么人类只能做到核裂变
什么是核聚变？
核聚变，即轻原子核（氘和氚）结合成较重的原子核（氦）时放出巨大能量。
　　原理　　简单的回答：根据爱因斯坦质能方程E=mc2.
　　原子核发生聚变时，有一部分质量转化为能量释放出来。
　　只要微量的质量就可以转化成很大的能量。
　　两个轻的原子核相碰，可以形成一个原子核并释放出能量，这就是聚变反应，在这种反应中所释放的能量称聚变能。聚变能是核能利用的又一重要途径。
　　最重要的聚变反应有：
　　式中D是氘核（重氢）、T是氚核（超重氢）。以上两组反应总的效果是：
　　即每“烧’掉6个氘核共放出43．24MeV能量，相当于每个核子平均放出3．6MeV。它比N＋裂变反应中每个核子平均放出200／236＝0．85MeV高4倍。因此聚变能是比裂变能更为巨大的一种核能。
　　核聚变能利用的燃料是氘（D）和氚。氘在海水中大量存在。海水中大约每600个氢原子中就有一个氘原子，海水中氘的总量约40万亿吨。每升海水中所含的氘完全聚变所释放的聚变能相当于300升汽油燃料的能量。按目前世界消耗的能量计算，海水中氘的聚变能可用几百亿年。氚可以由锂制造。锂主要有锂-6和锂-7 两种同位素。锂-6吸收一个热中子后，可以变成氚并放出能量。锂-7要吸收快中子才能变成氚。地球上锂的储量虽比氘少得多，也有两千多亿吨。用它来制造氚，足够用到人类使用氘、氘聚变的年代。因此，核聚变能是一种取之不尽用之不竭的新能源。
　　
　　典型的聚变反应是
　　411H—→42He+20-1e+2.67×107eV
　　21H+21H—→32He+10n+3.2×106eV
　　21H+21H—→31H+11H+4×106eV
　　31H+21H—→42He+10n+1.76×107eV
　　后三个反应的净反应是
　　521H—→42He+32He+11H+210n+2.48×107eV
　　即每5个21H聚变后放出2.48×107eV能量。
　　氘是相当丰富的氢同位素，在海洋中每6500个氢原子就有1个氘原子，这意味着海洋是极大量氘的潜在来源。仅在1L海水中就有1.03×1022个氘原子，就是说每1Km3海水中氘原子所具有的潜在能量相当于燃烧13600亿桶原油的能量，这个数字约为地球上蕴藏的石油总储量。
　　31H+21H—→42He+10n+1.76×107eV
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核聚变的原理是什么？

核聚变的原理是通过将两个轻核（通常是氢的同位素氘和氚）融合成一个更重的核，释放出巨大的能量。下面我将详细解释核聚变的原理。
一、核聚变的过程可以分为三个主要步骤：热化、静电击穿和融合。
1、热化：
核聚变反应需要非常高的温度来克服核内部的静电排斥力。高温将氢等离子体加热至数百万摄氏度，使其达到足够的能量水平以克服原子核之间的斥力。这种高温条件可以通过等离子体加热、惯性约束等方式实现。
2、静电击穿：
在高温下，氢等离子体中的氢原子核（氘和氚）以极高的速度运动，碰撞力很大。当两个氢原子核非常接近时，由于核内部的静电排斥力，它们会相互反弹并返回。然而，如果它们具有足够的动能，静电排斥力可以被克服，两个原子核可以更接近。
3、融合：
当两个原子核相互接近并克服静电排斥力时，核力开始起作用。核力是一种极强的引力作用力，可以将原子核结合在一起。在这个过程中，氘和氚核融合成一个氦核，同时释放出一个中子和大量的能量。
核聚变的反应方程可以表示为：氘 + 氚 -> 氦 + 中子 + 能量。
在核聚变过程中，释放的能量来自于核内部的结合能差异。氘和氚的核结合在一起形成氦核时，核内的粒子之间的引力减少了整体的势能，而这部分势能转化为释放的能量。
核聚变释放的能量巨大且清洁，因为它使用的燃料是氢同位素，而不是放射性的铀和钚等物质。核聚变的燃料丰富且容易获得，因为氘可以从海水中提取，氚可以从锂中提取。
二、核聚变的应用领域：
1、清洁能源发电：
核聚变被认为是未来清洁能源的候选者之一，核聚变反应使用氢同位素（氘和氚）融合产生氦，并释放出巨大的能量。相较于核裂变，核聚变反应不产生长寿命的放射性废物，并且燃料资源丰富。如果实现可控核聚变，将能够提供持续且环保的能源，有助于减少对传统化石燃料的依赖。
2、氢能源生产：
核聚变可以为氢能源生产提供持续和可再生的能源来源。在核聚变过程中，氦是主要的产物，而氦可以被用作氢能源的生产和储存。通过核聚变技术，可以生产大量的氦供应氢能源产业，从而推动氢能源的发展和应用。
3、放射性同位素生产：
核聚变还可以用于产生放射性同位素，用于医学、工业和科学研究等领域。通过核聚变反应，可以获得放射性同位素，用于医学影像、癌症治疗、辐射治疗、无损检测、材料分析和辐射生物学研究等方面。核聚变技术提供了一种可控和持续的放射性同位素生产方式。
4、海上和空间推进：
核聚变也有潜在的应用于海上和空间推进领域。核聚变提供了高能量密度和高推力的特点，可以用于推动舰船和太空航天器。通过核聚变反应产生的高能量，可以有效提高推进系统的效率和性能，从而实现更快、更远的航行和探索。
核聚变、核裂变基本原理是爱因斯坦的质能方程： E＝mC^2 核聚变是两个较轻的原子核聚合为一个较重的原子核，核裂变是一个重原子核裂变为两个或两个以上的轻核，在聚变或裂变时都会有质量亏损，减少的质量都以能量的形式释放出来。 核聚变产生的能量比核裂变要多得多，是因为在相同质量的原子核在发生核聚变时，会有较多的质量亏损所以释放的能量也较多。 具体可以参考方程： 聚变：31H+21H—→42He+10n+1.76×107eV （不全是这个反应，31H是含2个中子的氢，。。n是中子） 和 裂变：U+n→Sr+Xe+10n 核聚变产生质量亏损大。 但核聚变发生需要克幅分子间的斥力，要对原子做功，需要很大的分子动能（1亿摄氏度）

科普 - 核聚变是什么？

核聚变是另一种能将质量转化为能量的过程，是几个较轻的原子核结合成一个较重的原子核的过程。

由于原子核间有很强的静电排斥力，只有在一亿摄氏度的超高温下，轻核才有足够的能量克服阻力发生聚变，因此超高温是发生核聚变所必需的外部条件，所以核聚变又称为热核反应。原子核的静电斥力与其所带的电荷成正比，因此原子序数越小、质子数越少的轻核聚变所需的动能(温度)就越低。所以只有一些较轻的原子核（例如氢、氘、氚、氦、锂等）才容易发生核聚变。最常见的核聚变反应是氘、氚反应生成氦和中子，同时释放出能量的过程，用反应式表示如下：

氘和氚反应、氘和氘反应是最有希望被人工控制利用的聚变反应。据测算，每升海水中含有0.03克氘，所以地球上仅在海水中就有45万亿吨氘。氚虽然不会自然形成，但用中子轰击锂可产生氚。1升海水中所含的氘，经过核聚变可提供相当于300升汽油燃烧后释放出的能量，可以说是取之不尽。而且核聚变的产物质量小，半衰期极短，不产生放射性核废料，也不产生硫、氮氧化物，是一种极为清洁的能源。从安全的角度看，核聚变不需要中子“点火”，不是链式反应，只要不维持高温高密就立即停止反应。可控核聚变是解决未来能源问题的最理想方案!

核聚变的基本原理

核聚变的基本原理介绍如下：
核聚变基本原理：
核聚变，即当轻原子核（如氦）融合成偏重的原子核（如氦）时，释放出来很大的动能。因为有机化学是在分子和原子方面科学研究化学物质特性、构成、构造和变化趋势的科学研究，而核聚变产生在原子核方面，因此核聚变不属于化学反应。
热核反应，或分子核聚变反映，是当前一种特别有发展前途的新能源技术。参加核反应的轻原子核，如氢（氕）、氘、氚、锂等从热运动获得必要的动能而引起的聚变反应。热核反应是氢弹试验的基本，能在一瞬间造成很多热量，但不可以运用。
假如热核反应可以在一定的管束地区内造成和开展，可控热核反应就可以依据我们的用意获得操纵。这也是试验设计的一个关键课题研究。可控热核反应是聚变核反应堆的基本。
核聚变的影响：
一旦聚变核反应堆取得成功，它很有可能会为人们带来最整洁、最取之不竭的电力能源。
水电费会越来越非常少，甚至是立即完全免费的，变成每一个人都能够像太阳和气体一样享有的在线资源。由于核聚变的原材料、氘和氚是取之不竭的，在大家地球上的大海中，大概有40万亿吨氘，理论上足够让人们应用几百亿年。因而，一旦核聚变取得成功，造成的动能是取之不竭的。此外，可能那时候生产制造电线的厂商会破产倒闭许多，因为我们可以彻底无线输电。
实际上这一技能早已存有好长时间了，可是由于耗电量过多，一直没有规模性执行。在我们不考虑到电力工程耗损时，我们可以彻底解决电线的拘束。手机上和笔记本电脑可以无线快速充电技术。

什么是核聚变（图文）

核聚变的定义 核聚变是指由质量小的原子，在一定条件下，比如超高温和高压，发生原子核互相聚合作用，生成中子和氦，并伴随着巨大的能量释放的一种核反应形式。
核聚变的特点 核聚变主要利用的原料是是氘和氚，而在每1升海水中含30毫克氘，而30毫克氘聚变产生的能量相当于300升汽油，这就说明核聚变无高端核废料，可不对环境构成大的污染。但也正是因为可释放出巨大的能量，核聚变对反应的要求与技术要求极高，目前人类还没有办法对它们进行较好的利用。
核聚变实现的方法 但实现核聚变目前已有不少方法，最早的是"托卡马克"型磁场约束法，是利用通过强大电流所产生的强大磁场来约束等离子的运动范围，不过这种方法要建立托卡马克型核聚变装置，需要几千亿美元。另一种实现核聚变的方法是惯性约束法，利用物体爆炸的反作用力使温度急剧升高，从而不断爆炸来释放能量。
实现核聚变原理上虽然简单，但是现有的激光束或粒子束所能达到的功率，离需要的还差很远，加上其他种种技术上的问题，使惯性约束核聚变仍是可望而不可即的，但其美好前景的巨大诱惑力，正吸引着各国科学家在奋力攀登。

核聚变反应方程式是什么？

核聚变的反应方程式：
2 1 H+3 1H—→4 2 He + 1 0n
核裂变的反应方程式：
235U+n→236U→135Xe+95Sr+2n；
235U+n→236U→144Ba+89Kr+3n；
扩展资料：
核聚变与核裂变的具体反应
核裂变由重原子核，也就是质量非常大的原子核，在元素周期表上排到最后几位的元素，比如铀(yóu)、钍(tǔ)和钚（bù）等，在中子的冲击下，分裂成多个质量较小的原子的反应，并且这个过程伴随着巨大能量的释放，这种反应成为核裂变反应。
核聚变由较小质量的原子，比如氘，在高温高压下，其核外电子拜托原子核的束缚，从而使得两个原子核能够碰撞在一起，发生相互聚合作用，生成质量更大的原子核（如氦）。
因为中子不带电，所以也能在这个碰撞过程中脱离出来，电子和中子的释放会伴随着巨大能量的释放。现在人类已经实现不可控核聚变，比如氢弹爆炸，但是可控核聚变还正在努力研究中。

核聚变的例子有哪些

核聚变的例子有：火星探测器、航天飞行器、清洁能源、氢弹、太阳能。
1、火星探测器
火星探测器需要大量的能源来运行，而核聚变是一种高效的能源来源。因此，科学家们正在研究如何在火星上利用核聚变来为探测器提供能源。
2、航天飞行器
航天飞行器需要大量的能源来进行长时间的太空探索，而核聚变可以提供足够的能源。因此，科学家们正在研究如何在航天飞行器上利用核聚变来为其提供能源。
3、清洁能源
核聚变是一种非常清洁的能源，不会产生二氧化碳等有害气体。因此，科学家们正在研究如何利用核聚变来替代传统的化石燃料，以减少对环境的污染。
4、氢弹
氢弹是一种利用核聚变反应释放能量的武器，具有极高的杀伤力。
5、太阳能
太阳是一个巨大的核聚变反应炉，利用太阳能可以为地球提供大量的清洁能源。