核聚变课件

氦-4 21 H + 31 H
中子 42He + 10 n + 能量
因为原子核带正电荷，它们之间相互排 斥。要使聚变发生，两个氢核必须以极快的 速度靠近。
太阳的巨大能量就是核聚变产生的，几 市亿年来，太阳没秒辐射出的能量约为 3.8×1026J相当于一千亿吨煤燃烧所释放出的 能量，其中20亿分之一左右的能量被地球吸 收。（如下图所示）
一、核聚变
1、核聚变
两个氢核结合成质量较大的核，这样的反 应叫做聚变。核聚变能释放出大量的能量。
例如：一个氚核与一个氚核结合成一个氦 核时释放的能量是17.6Mev的能量，平均每个 和爱放出的能量在3Mev以上，比裂变反应中 平均每个核子放出的能量大3-4倍。
氫-2 核
核聚变示意图 核聚變
氫-3 核
磁约束聚变研究进展示意图
中国环流器新一号装置
我国在可控热核反应方面的研究和实验发 展情况。
EAST全超导托卡马克实验装置以探索无 限而清洁的核聚变能源为目标，这个装置也被 通称为“人造太阳”，能够像太阳一样给人类 提供无限清洁的能源。目前，由中科院等离子 体物理研究所设计制造的EAST全超导非圆截 面托卡马克实验装置大部件已安装完毕，进入 抽真空降温试验阶段。我国的科学家就率先建 成了世界上第一个全超导核聚变“人造太阳” 实验装置，模拟太阳产生能量。
平 均
4He
结
合 能
Li
U 裂变能
裂变
T
聚变能
3He D 聚变
原子质量
聚变与裂变相比有很多的优点：
第一、氢核聚变产能效率高。 第二、地球上聚变燃料的储量丰富可 以用锂来代替氢以满足聚变的需要。 第三、氢核聚变更为安全、清洁。
实现聚变的三种途径
实现核聚变的难点是，地球上没有任 何容器能够经受如此高的温度。为了解 决这个难题，科学家设想了两个方案， 即磁约束和惯性约束。
太阳
核聚变反应
D + T = n + 4He D + T = p + 3He
聚变需要亿度高温
二、受控热核反应
目前，人们还不能控制核聚变的速度， 但科学家们正在努力研究和尝试可控热核反 应，以使核聚变造福于人类。我国在这方面 的研究和实验也处于世界领先水平。那么聚 变与裂变相比有哪些优点呢？
磁约束 带电粒子运动时在均匀磁场中会由
于洛伦兹力的作用而不飞而散，因此有 可能利用磁场来约束参加反应的物质， 这就是磁约束。环流器是目前性能最好 的一种磁约束装置。
环流器的结构
可以利用聚变物质的惯性来进行约束， 由于聚变反应的时间非常短，聚变物质由于 自身的惯性还来不及扩散就完成了核反应， 在惯性约束下就可以用激光从各方面照射参 加反应的物质，是他们“挤”在一起就发生 反应。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
课堂小结
1、聚变 两个氢核结合成质量较大的核，这样的
反应叫做聚变。 注意： 聚变需要亿度高温 聚变与裂变相比有很多的优点： 第一、氢核聚变产能效率高。 第二、地球上聚变燃料的储量丰富可以
用锂来代替氢以满足聚变的需要。 第三、氢核聚变更为安全、清洁。