【已解決】 什么是核聚變？核聚變有什么用途？
最佳答案 2024-07-05 00:00
核聚變（Nuclear fusion）是一種將較輕的原子核結(jié)合成較重原子核的核反應(yīng)過程。在這個(gè)過程中，原子核之間的結(jié)合會(huì)釋放出大量的能量。這種能量釋放主要是因?yàn)榻Y(jié)合后的原子核的結(jié)合能比原子核結(jié)合前的總能量要低，差值以能量的形式釋放出來(lái)。
核聚變反應(yīng)是恒星，包括我們的太陽(yáng)，產(chǎn)生能量的主要機(jī)制。例如，在太陽(yáng)的核心，氫原子核通過一系列反應(yīng)聚變成氦原子核，釋放出巨大的能量。這種能量以光和熱的形式傳播到太空中，包括地球。
核聚變有幾個(gè)顯著的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)：
- 能量密度高：核聚變釋放的能量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過化學(xué)反應(yīng)（如燃燒）和核裂變反應(yīng)（如核電站中使用的鈾裂變）。
- 燃料豐富：核聚變的主要燃料是氫的同位素，如氘（D）和氚（T），這些同位素在地球上相對(duì)豐富，尤其是氘，可以從海水中提取。
- 環(huán)境友好：核聚變反應(yīng)的主要產(chǎn)物是氦氣，這是一種無(wú)害的惰性氣體，不會(huì)產(chǎn)生溫室氣體或長(zhǎng)壽命的放射性廢物。
盡管核聚變有很多潛在的優(yōu)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)可控的核聚變反應(yīng)并用于發(fā)電仍然面臨許多技術(shù)挑戰(zhàn)。主要困難包括：
- 極高的溫度和壓力：核聚變反應(yīng)需要極高的溫度（數(shù)千萬(wàn)到上億攝氏度）和壓力，這在地球上很難維持。
- 等離子體控制：核聚變反應(yīng)需要將燃料保持在等離子體狀態(tài)，并且需要有效地控制和約束這種高溫等離子體。
目前，國(guó)際熱核聚變實(shí)驗(yàn)反應(yīng)堆（ITER）是一個(gè)致力于實(shí)現(xiàn)可控核聚變的國(guó)際合作項(xiàng)目，旨在證明核聚變作為一種可行的能源來(lái)源。ITER計(jì)劃在未來(lái)幾十年內(nèi)實(shí)現(xiàn)首次等離子體，并逐步向商業(yè)化核聚變發(fā)電邁進(jìn)。
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