重聚變的技術原理是什么 如何才能實現重聚變的鏈式反應呢


重聚變的技術原理是什么 如何才能實現重聚變的鏈式反應呢

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重聚變的技術原理是什么 如何才能實現重聚變的鏈式反應呢

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在我國的國產科幻電影《流浪地球》當中 , 為了避免太陽發生氦閃導致人類滅絕,人類便帶著地球“逃離”太陽系 , 向半人馬座α星的比鄰星進發 。而在此過程當中,驅動地球脫離原本圍繞太陽軌道的行星推進器,就起到了至關重要的作用 。
在影片中,這些等離子體發動機消耗的能源是“重聚變”,那么這種重元素的聚變,到底是一種什么樣的反應 , 又能生成多么大的能量呢?
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提到了“聚變”,相信許多了解一些物理知識的朋友,一定知道這其實是核反應的一種 , 也就是我們人類目前能夠使用的“終極能源”原子能,其中的“核聚變” 。
至于重元素,指的也就是原子序數比較大,原子核內質子和中子數比較多,相對原子質量較“重”的元素 。這些重元素發生核聚變生成相對原子質量更“重”的元素,同時釋放出的能量的過程,也就是“重聚變” 。
目前我們人類關于核聚變的掌控 , 還只能做到非常初級的階段,只能讓氫元素這種質量比較輕的元素發生聚變,生成氦元素同時釋放出巨大的能量 。
氫元素發生核聚變能夠釋放出多少的能量?地球上1公升海水當中0.02%的重水,作為原料發生核聚變反應,釋放出的能量大概就相當于燃燒300公升的汽油,而且生成的物質是氦元素,也就是氦氣,是一種非常環保和清潔的能源 。
重聚變的技術原理是什么 如何才能實現重聚變的鏈式反應呢

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但是核聚變反應是非常劇烈的,短時間內釋放出的巨大能量,對于人類而言也是“不可控”的,因此只能應用在氫彈這樣的核武器當中 。以人類目前的科技水平 , 最多也實現100多秒的可約束核聚變 , 想要讓核聚變像核裂變那樣,成為供應人類能耗的能源,還有很長的路要走——順便很驕傲地說一句,這個世界記錄目前是我們中國創造的,在可控核聚變的研究方向上 , 中國走在世界的最前列 。
重聚變的技術原理是什么 如何才能實現重聚變的鏈式反應呢

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【重聚變的技術原理是什么 如何才能實現重聚變的鏈式反應呢】至于在《流浪地球》中的重聚變,原理上是和氫元素的核聚變相同的,但是需要的反應條件會更加極端 。氦元素大概需要1億度左右的溫度的條件下,才能夠發生核聚變反應 , 生成碳元素 。至于原子序數更高的元素,比結合能(結合能和核子數之比)在鐵元素達到最大,所以理論上鐵元素是核聚變反應的終點,這也是宇宙中存在許多鐵元素的原因之一 。

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