核聚变反应堆介绍.doc

莄核聚变反应堆的原理可归结为两步:袀第一步,作为反应体的混合气必须被加热到等离子态(使温度足够高,电子能脱离原子核的束缚,原子核能自由运动),这时原子核可以发生直接接触,这个时候,需要大约10万摄氏度的温度。肁第二步,为了克服库仑力,即同样带正电子的原子核之间的斥力,原子核需要以极快的速度运行,为了得到这个速度,最简单的方法就是——继续加温,加速布朗运动,要使原子核达到这种运行状态,需要上亿摄氏度的温度。膈然后,氚的原子核和氘的原子核以极大的速度,发生碰撞,产生了新的氦核和新的中子,释放出巨大的能量。经过一段时间,反应体已经不需要外来能源的加热,核聚变的温度足够使得原子核继续发生聚变。这个过程只要氦原子核和中子被及时排除,新的氚和氘的混合气被输入到反应体,核聚变就能持续下去,产生的能量一小部分留在反应体内,维持链式反应,大部分可以输出,作为能源来使用。但有一个问题,迄今为止,人类还没有制造出能过耐上万摄氏度的化学结构。换一种思路,考虑物理实验来解决。早在50年前,产生了两种约束高温反应体的理论,一种是惯性约束。这一方法把几毫克的氘和氚的混合气体装入直径约几毫米的小球内,然后从外面均匀射入激光束或粒子束,球面内层因而向内挤压。球内气体受到挤压,压力升高,温度也急剧升高,当温度达到需要的点火温度时,球内气体发生爆炸,产生大量热能。这样的爆炸每秒钟发生三四次,并持续不断地进行下去,释放出的能量就可以达到百万千瓦级的水平。这一理论的奠基人之一就是我国著名科学家王淦昌。另一种就是磁力约束,建立一个环形的磁场,由于原子核是带正电的,那么只要磁场足够强大,原子核就会沿着磁力线的方向,沿着螺旋形运动,在环形磁场之外的一点距离,建立一个大型的换热装置(此时反应体的能量只能以热辐射的方式传到换热体),然后再把热能转换成电能。苏联科学家塔姆和萨哈罗夫提出的这种方法相对于惯性约束,目前世界受控核聚变研究,主要集中在这个领域上。以下无正文仅供个人