核聚變是一種以輕核合成重核時(shí)放出巨大能量的現(xiàn)象,它在太陽中一直都在不斷地發(fā)生。在人類社會(huì)中,科學(xué)家們一直夢想著利用核聚變來獲得清潔、持續(xù)的能源。
1.核聚變發(fā)電使用的是哪種元素
為了進(jìn)行核聚變反應(yīng),需要讓原子核以足夠高的速度相撞并發(fā)生合并,這需要一個(gè)極高的溫度和壓力條件,通常利用等離子體來實(shí)現(xiàn)。而目前所實(shí)現(xiàn)的控制性核聚變反應(yīng)主要是采用氫同位素——氘和氚進(jìn)行的。其中氘可以從水中提取出來,非常容易獲??;而氚則較為稀少,需要通過核反應(yīng)堆或者其他方式產(chǎn)生。在反應(yīng)中,氫同位素原子核碰撞后,形成了氦離子、中子和放出的能量。
2.核聚變發(fā)電的難點(diǎn)
核聚變技術(shù)的研究歷經(jīng)數(shù)十年,到目前為止仍然存在著許多難點(diǎn)。最主要的問題之一是如何建造一個(gè)穩(wěn)定、高效的反應(yīng)堆來實(shí)現(xiàn)核聚變反應(yīng)。由于反應(yīng)產(chǎn)生的中子具有高能量,會(huì)使反應(yīng)堆壁面產(chǎn)生破損,這就需要采用特殊的材料和技術(shù)來抵御較強(qiáng)的輻射損傷和熱量。另外,由于物質(zhì)在高溫下的狀態(tài)不穩(wěn)定,等離子體很容易引起擾動(dòng)和渦流等非線性效應(yīng),這對于控制反應(yīng)過程也提出了挑戰(zhàn)。