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核裂變和核聚變的應用有哪些

生活 更新时间:2024-08-06 04:07:49

核裂變和核聚變,是人類使用核能的兩種方式,目前的核電站,都是使用核裂變技術進行發電。

核裂變技術,也就是将重的原子核,分裂成兩個或多個質量更小的原子,這個過程就會釋放出能量。

核電站使用的往往是鈾裂變,利用中子撞擊鈾原子,讓鈾原子釋放出中子,進而撞擊到其他原子,從而形成連鎖反應,釋放出巨大的能量。

核裂變和核聚變的應用有哪些(核裂變技術是什麼)1

核裂變技術和核聚變技術:

核裂變和核聚變是兩個相反的技術,核裂變是由重的原子裂變成質量更小的原子,而核聚變,則是由質量較小的原子,聚合成更重的原子,随着原子核的變化,能量也會随之釋放。

核裂變技術的可控性更加簡單,由于高質量元素本身帶有半衰期,核電站隻需要适當施加外力,就可以逐漸形成核裂變,從而産生能量,核電站也已經普及到很多地方。

但是核裂變技術,需要使用較重的原子作為燃料,這些燃料往往帶有放射性,因此核電站雖然可以産生巨大的能量,燃料堆卻存在巨大的風險。

核裂變和核聚變的應用有哪些(核裂變技術是什麼)2

核聚變技術,同樣可以産生巨大的能量,但是核聚變需要超高溫、超高壓的狀态才能産生,雖然中國、韓國等國家的核聚變實驗都取得了突破,但是目前人類尚未實現可控核聚變。

核聚變需要的燃料是氫或者其他輕核,這在地球上是取之不盡用之不竭的資源,使用海水,就可以為核聚變提供充足的能源。

但是核聚變需要巨大的壓力和超高的溫度才能實現,太陽本身具有較大的壓力,内部溫度較高,因此可以直接産生氫氦核聚變,核聚變技術也就是模仿太陽内部的核能反應,因此核聚變技術也被稱為“人造太陽”。

核裂變和核聚變的應用有哪些(核裂變技術是什麼)3

核聚變反應運行時間,進入20秒:

可控核聚變,是人類尋找清潔能源的重要方式,但是在地球上,很難創造出類似太陽的内部高壓,因此科學家隻能通過提升溫度,實現超高溫,實現核聚變反應。

核聚變目前的反應溫度,基本控制在1億攝氏度,如此高的溫度,無法利用物體承載,因此核聚變反應,都是利用等離子體進行實驗,利用磁場進行約束。

中國東方超環,一直是核聚變反應的重要領軍者,1億攝氏度的10秒運行時間,長期保持着世界紀錄,但是在2021年末,韓國核聚變研究中心宣布,韓國等離子體1億攝氏度運行了20秒,從而打破了紀錄。

核裂變和核聚變的應用有哪些(核裂變技術是什麼)4

雖然核聚變反應的時間一直在不斷增加,但是想要實現可控核聚變,依舊缺少關鍵性的突破。

如果未來人類能夠實現可控核聚變,就可以逐漸擺脫對化石燃料的依賴,核聚變的燃料十分清潔,也隻會産出更重的元素。

太陽的核聚變反應,最多會産生鐵元素,人類的人造太陽,也可以适可而止,從而實現全過程都非常清潔的巨大能源站。

核裂變和核聚變的應用有哪些(核裂變技術是什麼)5

總結:

核裂變技術是我們經常聽到的核電站技術,通過核裂變,釋放出巨大的能量,但核裂變的燃料,具有較強的放射性。

核聚變技術,則是目前正在研究的“人造太陽”,模仿太陽的反應,為人類提供清潔、充足的能源。

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