《高中物理 《核聚變》文字素材2 新人教版選修3-5(通用)》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《高中物理 《核聚變》文字素材2 新人教版選修3-5(通用)(2頁(yè)珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、核聚變的應(yīng)用
1、可控核聚變的發(fā)生條件
產(chǎn)生可控核聚變需要的條件非常苛刻。我們的太陽(yáng)就是靠核聚變反應(yīng)來(lái)給太陽(yáng)系帶來(lái)光和熱,其中心溫度達(dá)到1500萬(wàn)度,另外還有巨大的壓力能使核聚變正常反應(yīng),而地球上沒(méi)辦法獲得巨大的壓力,只能通過(guò)提高溫度來(lái)彌補(bǔ),不過(guò)這樣一來(lái)溫度要到上億度才行。核聚變?nèi)绱烁叩臏囟葲](méi)有一種固體物質(zhì)能夠承受,只能靠強(qiáng)大的磁場(chǎng)來(lái)約束。此外這么高的溫度,核反應(yīng)點(diǎn)火也成為問(wèn)題。不過(guò)在2020年2月6日,美國(guó)利用高能激光實(shí)現(xiàn)核聚變點(diǎn)火所需條件。中國(guó)也有“神光2”將為我國(guó)的核聚變進(jìn)行點(diǎn)火。
2、核聚變的反應(yīng)裝置
目前,可行性較大的可控核聚變反應(yīng)裝置就是托卡馬克裝置。
2、 托卡馬克是一種利用磁約束來(lái)實(shí)現(xiàn)受控核聚變的環(huán)性容器。它的名字Tokamak 來(lái)源于環(huán)形(toroidal)、真空室(kamera)、磁(magnit)、線圈(kotushka)。最初是由位于蘇聯(lián)莫斯科的庫(kù)爾恰托夫研究所的阿齊莫維齊等人在20世紀(jì)50年代發(fā)明的。
托卡馬克的中央是一個(gè)環(huán)形的真空室,外面纏繞著線圈。在通電的時(shí)候托卡馬克的內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生巨大的螺旋型磁場(chǎng),將其中的等離子體加熱到很高的溫度,以達(dá)到核聚變的目的。
我國(guó)也有兩座核聚變實(shí)驗(yàn)裝置。
3、核聚變的優(yōu)劣勢(shì)
優(yōu)勢(shì):
(1).核聚變釋放的能量比核裂變更大
?。?).無(wú)高端核廢料
?。?).可不對(duì)環(huán)境
3、構(gòu)成大的污染,而且反應(yīng)過(guò)程容易控制,核事故風(fēng)險(xiǎn) 極低!
?。?).燃料供應(yīng)充足,地球上重氫有10萬(wàn)億噸(每1升海水中含30毫克氘,而30毫克氘聚變產(chǎn)生的能量相當(dāng)于300升汽油)
?。?).無(wú)法用作核武器材料 也就沒(méi)有了政治干涉!
劣勢(shì):
反應(yīng)要求極高,技術(shù)要求極高
?。▽?duì)于核裂變,由于原料鈾的儲(chǔ)量不多,政治干涉很大,放射性與危險(xiǎn)性大,核裂變的優(yōu)勢(shì)無(wú)法完全利用。截至2020年,核能(核裂變能)發(fā)電占世界總電力約15%。說(shuō)明了核裂變的應(yīng)用的規(guī)模之大,更能說(shuō)明優(yōu)勢(shì)比核裂變更大的核聚變能源前景更加光明??茖W(xué)家們估計(jì),到2025年以后,核聚變發(fā)電廠才有可能投入商業(yè)運(yùn)營(yíng)。2050年
4、前后,受控核聚變發(fā)電將廣泛造福人類(lèi)。 )
擴(kuò)展閱讀:
1.美利用高能激光實(shí)現(xiàn)核聚變點(diǎn)火所需條件 10-2-6
2.美國(guó)勞倫斯·利弗莫爾國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的國(guó)家點(diǎn)火裝置(NIF)的研究人員表示,首批完成的試驗(yàn)顯示,借助獨(dú)特的物理 效應(yīng),他們能為實(shí)現(xiàn)自持(self-sustaining)核聚變反應(yīng)提供核聚變點(diǎn)火所需的條件。
3.在NIF慣性約束核聚變?cè)囼?yàn)中,192束高能激光束的能量可聚集于橡皮擦大小的圓柱形黑體輻射空腔,空腔中裝有 充著氘和氚(氫的兩種同位素)的微小球形靶件(核聚變?nèi)剂习屑?。激光能量在黑體輻射空腔內(nèi)轉(zhuǎn)換成X射線轟擊靶件,靶件在X射線的作用下外層發(fā)生熔化并快 速內(nèi)向壓縮,其中的氘和氚原子核發(fā)生聚變,釋放出數(shù)倍于激光束的巨大能量。