如何阻止核聚变反应堆熔化

2024-10-14 06:49:22

科学家有充分的理由认为核聚变是能源生产的“圣杯”,核聚变不仅可以提供几乎无限的能量,而且这种能量也是非常清洁的。埠们萁猕自“原子时代”以来,核科学家一直致力于研究核聚变——这也是恒星产生能量的方式。

然而,由于核聚变反应的苛刻条件,因此很难对其进行有效地控制。就在本周,来自查尔姆斯理工大学的一个研究团队在《物理评论快报》(Physical Review Letters)发表了一篇新的研究报告,其中概述了一种有助于阻止核聚变反应堆熔化的方法,这为可控核聚变扫清了最大的障碍之一。

核裂变通过分裂原子产生能量,但核聚变刚好相反。通过把较轻的原子核(通常是氢原子)结合在一起,核聚变产生的能量比核裂变高出数倍。核聚变在超高温和高压的条件下进行,本身维持这种反应就已经很困难,再加上逃逸电子可能会损坏甚至破坏核聚变反应堆,从而使可控核聚变进一步复杂化。

如何阻止核聚变反应堆熔化

可控核聚变正在一步步成为可能,加拿大科学家提出在21世纪30年代用核聚变替代化石燃料。这个时间表是有可能的,特别是考虑到过去50年在聚变能方面取得的进展。当然,想要实现也并不容易。

科学家解释,实现可控核聚变要比前往火星难多了。太阳的中心温度高达1500万度,压力是地球大气压力的上千亿倍,这是太阳中心核聚变的条件。然而,在地球上无法实现如此高的压力,想要实现核聚变,只能把温度升高至上亿度。尽管难度巨大,但随着技术的不断突破,相信实现可控核聚变只是时间的问题。

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