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+ | ''' 核聚变''' ,又称核融合、融合反应或聚变反应,是指将两个较轻的核结合而形成一个较重的核和一个极轻的核(或[[ 粒子]] )的一种核反应形式。在此过程中,[[ 物质]] 没有守恒,因为有一部分正在聚变的原子核的物质被转化为[[ 光子]] (能量)。核聚变是给活跃的或“主序的”恒星提供能量的过程。 | ||
==过程== | ==过程== | ||
− | 两个较轻的核在融合过程中产生质量亏损而释放出巨大的能量,两个轻核在发生聚变时虽然因它们都带正电荷而彼此排斥,然而两个能量足够高的核迎面相遇,它们就能相当紧密地聚集在一起,以致核力能够克服库仑斥力而发生核反应,这个反应叫做核聚变。 | + | 两个较轻的核在融合过程中产生[[ 质量]] 亏损而释放出巨大的能量,两个轻核在发生聚变时虽然因它们都带正[[ 电荷]] 而彼此排斥,然而两个能量足够高的核迎面相遇,它们就能相当紧密地聚集在一起,以致核力能够克服库仑斥力而发生核反应,这个反应叫做核聚变。 |
− | 举例:两个质量小的原子,比方说两个氚原子,在一定条件下(如超高温和高压),会发生原子核互相聚合作用,生成中子和氦-3 | + | 举例:两个质量小的[[ 原子]] ,比方说两个氚原子,在一定条件下(如超高温和高压),会发生[[ 原子核]] 互相聚合作用,生成中子和氦-3,并伴随着巨大的能量释放。 |
==分类== | ==分类== | ||
− | 原子核中蕴藏巨大的能量。根据质能方程E=mc2,原子核之净质量变化(反应物与生成物之质量差)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。一般来说,这种核反应会终止于铁,因为其原子核最为稳定。 | + | 原子核中蕴藏巨大的能量。根据质能方程E=mc2,原子核之净质量变化(反应物与生成物之质量差)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。一般来说,这种核反应会终止于铁,因为其原子核最为稳定。 |
− | 最早的人工核聚变技术是氢弹,同时 | + | 最早的人工核聚变技术是氢弹,同时 在[[20 世 纪]]50 年代,人类开始认真地研究发展用于民用目的的受控热核聚变,并一直持续到今天。 |
==发生条件=== | ==发生条件=== | ||
− | 如果要进行核聚变反应,首先就必须提高物质的温度,使原子核和电子分开,处于这种状态的物质称为“等离子体”(plasma)。顾名思义,核力是一种非常强大的力量,而其力量所及的范围仅止于10<sup>−10</sup>~10<sup>−13</sup>米左右,当质子和中子互相接近至此范围时,核力就会发挥作用,因而发生核聚变反应。 | + | 如果要进行核聚变反应,首先就必须提高物质的温度,使原子核和[[ 电子]] 分开,处于这种状态的物质称为“等离子体”(plasma)。顾名思义,核力是一种非常强大的力量,而其力量所及的范围仅止于10<sup>−10</sup>~10<sup>−13</sup>米左右,当质子和中子互相接近至此范围时,核力就会发挥作用,因而发生核聚变反应。 |
− | 但由于原子核带正电,彼此间会互相排斥,所以很难使其彼此互相接近。若要克服其相斥的力量,就必须适当地控制等离子体的温度、密度和封闭时间﹝维持时间﹞,此三项条件缺一不可。由于提高物质的温度可以使原子核剧烈转动,因此温度升高,密度变大,封闭的时间越长,彼此接近的机会越大。 | + | 但由于原子核带正电,彼此间会互相排斥,所以很难使其彼此互相接近。若要克服其相斥的力量,就必须适当地控制等离子体的温度、[[ 密度]] 和封闭时间﹝维持时间﹞,此三项条件缺一不可。由于提高物质的温度可以使原子核剧烈转动,因此温度升高,密度变大,封闭的时间越长,彼此接近的机会越大。 |
− | 由于等离子体很快就会飞散开来,所以必须先将其封闭。用来使等离子体封闭的方法有许多种,太阳内部是利用巨大重力使等离子体封闭,而在地球上则必须采取别的方法,磁场的利用便是其中一种。当等离子体带电时,电荷被卷在磁力线上,因此只要制造出磁场,就能够将等离子体封闭,使它们悬浮在真空中。 | + | 由于等离子体很快就会飞散开来,所以必须先将其封闭。用来使[[ 等离子体]] 封闭的方法有许多种,太阳内部是利用巨大重力使等离子体封闭,而在地球上则必须采取别的方法,[[ 磁场]] 的利用便是其中一种。当等离子体带电时,电荷被卷在磁力线上,因此只要制造出磁场,就能够将等离子体封闭,使它们悬浮在真空中。 |
於 2020年3月2日 (一) 06:48 的修訂
核聚變,又稱核融合、融合反應或聚變反應,是指將兩個較輕的核結合而形成一個較重的核和一個極輕的核(或粒子)的一種核反應形式。在此過程中,物質沒有守恆,因為有一部分正在聚變的原子核的物質被轉化為光子(能量)。核聚變是給活躍的或「主序的」恆星提供能量的過程。
過程
兩個較輕的核在融合過程中產生質量虧損而釋放出巨大的能量,兩個輕核在發生聚變時雖然因它們都帶正電荷而彼此排斥,然而兩個能量足夠高的核迎面相遇,它們就能相當緊密地聚集在一起,以致核力能夠克服庫侖斥力而發生核反應,這個反應叫做核聚變。
舉例:兩個質量小的原子,比方說兩個氚原子,在一定條件下(如超高溫和高壓),會發生原子核互相聚合作用,生成中子和氦-3,並伴隨着巨大的能量釋放。
分類
原子核中蘊藏巨大的能量。根據質能方程E=mc2,原子核之淨質量變化(反應物與生成物之質量差)造成能量的釋放。如果是由重的原子核變化為輕的原子核,稱為核裂變,如原子彈爆炸;如果是由較輕的原子核變化為較重的原子核,稱為核聚變。一般來說,這種核反應會終止於鐵,因為其原子核最為穩定。
最早的人工核聚變技術是氫彈,同時在20世紀50年代,人類開始認真地研究發展用於民用目的的受控熱核聚變,並一直持續到今天。
發生條件=
如果要進行核聚變反應,首先就必須提高物質的溫度,使原子核和電子分開,處於這種狀態的物質稱為「等離子體」(plasma)。顧名思義,核力是一種非常強大的力量,而其力量所及的範圍僅止於10−10~10−13米左右,當質子和中子互相接近至此範圍時,核力就會發揮作用,因而發生核聚變反應。
但由於原子核帶正電,彼此間會互相排斥,所以很難使其彼此互相接近。若要克服其相斥的力量,就必須適當地控制等離子體的溫度、密度和封閉時間﹝維持時間﹞,此三項條件缺一不可。由於提高物質的溫度可以使原子核劇烈轉動,因此溫度升高,密度變大,封閉的時間越長,彼此接近的機會越大。
由於等離子體很快就會飛散開來,所以必須先將其封閉。用來使等離子體封閉的方法有許多種,太陽內部是利用巨大重力使等離子體封閉,而在地球上則必須採取別的方法,磁場的利用便是其中一種。當等離子體帶電時,電荷被卷在磁力線上,因此只要製造出磁場,就能夠將等離子體封閉,使它們懸浮在真空中。