核电站是核聚变还是核裂变(核电站是核聚变还是核裂变获得核能)

目前全世界的核电站都是利用核裂变的原理。在这个过程中,一个原子分裂成更小的原子,与此同时,能量被释放出来,然后用来驱动其他东西。核聚变是与核裂变相反的过程,但也

核电站是核聚变还是核裂变(可控核聚变一旦实现意味着什么)

目前全世界的核电站都是利用核裂变的原理。在这个过程中,一个原子分裂成更小的原子,与此同时,能量被释放出来,然后用来驱动其他东西。

核聚变是与核裂变相反的过程,但也能产生巨大的能量。(虽然核聚变、核裂变、核衰变都释放核能,但衰变释放的能量并不多,所以很少考虑利用)

如果你明白了原理,你很快就会发现,在发电方面,聚变其实比裂变更好。

核聚变发电的优势

首先,核聚变比裂变需要更少的燃料。最重要的是,聚变使用氘(氢的同位素)作为燃料,氘在自然界中相当丰富。

相比之下,裂变所需的燃料(铀、钚或钍)很难获得,而且贵得离谱!

此外,与裂变不同,聚变不会产生任何放射性废物。它只产生氦原子作为副产品,我们可以以各种方式利用它。

你在商场门口买的气球很可能是氦气球,现在氦气很稀缺。我们想要登陆月球的原因之一是我们想要月球上有氦。

此外,由于聚变不会像裂变那样产生失控的连锁反应,所以在聚变的情况下,实际上不存在熔毁(核反应堆因未能及时冷却而熔化造成的损害)的风险。

那么问题来了,既然聚变这么好,在很多方面都优于裂变,那我们为什么不用核聚变来产生能量呢?

虽然我们已经通过核聚变制造出了氢弹,但要将其用于发电还有很长的路要走。实际上,有很多原因导致我们直到现在还不能利用核聚变。让我们来看看其中的一些:

高能量需求和高材料消耗。

我们不能利用核聚变产生的能量的最大原因之一是它需要难以置信的高能量。

我们知道核聚变需要一个初始的“点火”反应,这个初始反应需要至少1亿摄氏度的温度,这个温度是太阳核心温度的6倍多。

现在,实验性核聚变反应堆确实存在并在工作,但它消耗的能量远远超过它产生的能量。

如果供给核聚变的能量超过了我们从中获得的能量,那么运行核反应堆就变得毫无意义。

同时,我们不仅需要一种加热到一亿摄氏度也不会发生变化的特殊材料,最重要的是,我们需要大量的液氦来保持整个装置的冷却。

很难维持和适应聚变反应。

核聚变反应一旦开始,就需要大量额外的能量来维持。因此,我们应该在初始反应中产生足够的能量来帮助其他原子聚变。此外,我们需要一个非常复杂和密集的装置来适应整个反应。

这里需要提到的是,中国在这一领域的技术现在处于世界领先水平,全超导托卡马克核聚变实验装置(EAST)已经实现了1亿摄氏度等离子体运行。

EAST由一个甜甜圈形状的真空室组成。气体被泵入这个腔室,电流通过中心,给气体充电并形成等离子体。这种等离子体被强磁场包含在腔室中。

等离子体的形成是一个突破,因为这是我们想要的,但是等离子体的电导率很高。本质上,它会形成自己的电流和磁场,因为它快速地四处移动,从而破坏了试图将其保持在腔内的磁场,所以很难使其稳定安全。

此外,聚变反应产生的高能中子撞击反应堆壁,反应堆中面向等离子体的那一层称为第一壁。这种辐射使钢中常用的大多数合金元素具有放射性。

因此,即使技术上实现了核聚变,也很难找到合适的材料来维持和适应这样的极端条件。

最后

由于切尔诺贝利、福岛等核事故的发生,以及“核”总是与原子弹、氢弹毁灭世界联系在一起,核能给大众带来“辐射危险”。

虽然目前核电站不使用核聚变发电还是一个技术问题,但技术无法突破的主要原因还是资金。

因为任何与核能有关的东西通常都很难被大众接受,很难得到大笔资金的支持。这种对技术和材料要求很高的东西,肯定要花很多钱。

说实话,核能(裂变或聚变)是当今我们可用的“最清洁”和最安全的能源之一。

然而,核聚变成为技术上和经济上可行的过程可能需要几年时间。

一旦核聚变的能量被开发和控制,我们将永远不用担心能量耗尽…永远!

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