作业帮核聚变技术难点与解决办法希望了解一下现有可控核聚变的进展,以及未来的出路
来源：学生作业帮助网 编辑：作业帮 时间：2024/04/30 06:47:50
核聚变技术难点与解决办法希望了解一下现有可控核聚变的进展,以及未来的出路
核聚变技术难点与解决办法
希望了解一下现有可控核聚变的进展,以及未来的出路
核聚变技术难点与解决办法希望了解一下现有可控核聚变的进展,以及未来的出路
核聚变要比核裂变复杂、困难得多.
而可控核聚变又要比制造氢弹难得多.
先说一下历史上可控核聚变碰到的难题：
主要是温度.因为氘核是带电的,由于库仑力的存在,很难把它们凑一块儿,而聚变主要靠强核力,但是核子之间的距离小于10fm时才会有核力的作用.
要凑那么近,肯定需要极高的温度（粒子动能）来克服库仑力.所需温度的理论值是5亿6千万K,但后来修正为1亿K左右,因为之前主要是用平均动能来算的,而实际上很多粒子的动能大于平均动能.
可1亿K也不是好玩的,有什么材质的容器能顶得住1亿K啊?况且还不能使聚变材料降温.
上世纪50年代,美国佬跟欧洲佬先开始尝试和总结.目前我们使用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）.
目前世界上最常用就是托卡马克磁约束装置,Tokamak来源于拉丁文的环形（toroidal）、真空室（kamera）、磁（magnit）、线圈（kotushka）,就是利用磁约束来实现受控核聚变的环性容器.
至于这个装置具体怎么做,以后再聊.
目前的难题：Q值（输出功率与输入功率之比）的提高.因为Q值小于1的话,其实就是亏了,这种聚变将没有任何经济效益.而如果想要Q值大,最简单的办法就是增加单次核聚变的材料,可这样的话,对能量吸收和控制装置的要求就高了.目前估计各大国已经把Q值做到1.5以上了.
还有两个难题,这是目前各国都还没有解决的.
1、就是持续不间断地提供高温所需的能量.Q值1.5意味着：产出150吨TNT当量的能量,就要投入100吨TNT当量的能量,而且还是持续的!就像大片里的那样：一台科幻设备一开动,整个城市的灯都灭了.
2、即使能够持续供电.但你投入的是1个电,而它产生的却是1.5的热及辐射等.而如果把它转化成电的话,如果转化率小于66%的话,还是亏了.目前全球在这一技术上还没有突破.
另外,2006年9月28日,中国耗时8年、耗资2亿元人民币自主设计、自主建造而成的新一代热核聚变装置EAST（HT-7U超导托卡马克）首次成功完成放电实验,获得电流200千安、时间接近3秒的高温等离子体放电.
现状：
1.可以实现，但维持时间短
2.可以实现，但高投入，低产出，投入产出比严重偏低