太阳是核聚变还是核裂变
更新时间: 2024-05-19 10:48:00
①太阳是核聚变还是核裂变
核聚变与核裂变的解释如下:
核聚变:又称核融合,是指由质量小的原子,比方说氘和氚,在一定条件下如超高温和高压,发生原子核互相聚合作用,生成中子和氦,并伴随着巨大的能量释放的一种核反应形式。原子核中蕴藏巨大的能量,原子核之静质量变化如质量亏损造成能量的释放;
核裂变:如果是由重的原子核变化为轻的原子核,称为核裂变,如原子弹爆炸;如果是由较轻的原子核变化为较重的原子核,称为核聚变,如恒星持续发光发热的能量来源。
②可控核聚变可以实现吗
可控核聚变目前只在设想中,并没有实现。科学家称,短期内,还不能实现。
核聚变简介:又称核融合、融合反应或聚变反应,是将两个较轻的核结合而形成一个较重的核和一个很轻的核(或粒子)的一种核反应形式。在此过程中,物质没有守恒,因为有一部分正在聚变的原子核的物质被转化为光子(能量)。核聚变是给活跃的或“主序的”恒星提供能量的过程。
③为什么可控核裂变无法代替可控核聚变
可控核聚变还在研究中,并没有实现。要实现它是非常困难的。可控核裂变已经实现了。但是裂变材料在地球上是稀有金属。所以可控核裂变可能几百年就没有。各有各的优势,一个造价成本低,一个原料成本低。不受控的核聚变就是氢弹,这个已经没问题了。但受控的核聚变还不行。有两个原因。一是聚变反应的速率无法控制。核电站是受控核裂变反应。反应速率靠控制反应时产生的中子数量来实现。想让反应进行得快一点,就把中子吸收剂抽出来一点,中子多了,反应速率就加快了。想让反应进行得慢一点,就把中子吸收剂多放进去一些,中子少了,反应就进行得慢了。当把中子吸收剂完全放进去时,所有中子都被吸收了,裂变反应就基本中止了。但聚变反应就不一样。聚变反应需要极高的温度和极大的物质密度。一旦达到反应条件,靠什么来控制反应速率呢?既要保持上千万度的反应温度,又要只让一部分氢核相互反应,另外大部分氢核不反应,现在还没办法。二是找不到放置核聚变反应的容器。聚变反应需要上千万度的反应温度,又要保持极高的物质密度,而且一旦反应开始进行,产生的能力会使内部压力急剧升高。那把聚变反应放在哪里进行呢?有什么东西能把正在反应的氢燃烧装进去,既能在上千万度的温度下不熔化,又能承受反应时内部巨大的压力呢?至少在现在,还找不出这样的材料。有人设想用极强的电磁能把反应限制在一定的体积内,但目前还实现不了。所以,目前受控核裂变反应还无法实现。
④为什么稀有元素不用核聚变来生产
核聚变一般指氢元素转化成氦释放能量。但有些元素转化为其他元素时则需要吸收能量。这能量可是巨大的几乎无法保持反应的进行。稀有元素是自然界中储量、分布稀少且人类应用较少的元素总称。稀有元素常用来制造特种金属材料,如特种钢、合金等,在飞机、火箭、原子能等工业领域属于关键性材料。常用的稀有金属有锂、钛、镭等。
⑤核聚变为什么会释放能量
核聚变产生大量能量的根本是质量的亏损,这个从爱因斯坦的质能方程中就可以看得出来,而从系统形态的原因上看,其能量的释放就是原子核系统平衡形态被打破。
核聚变,又称核融合、融合反应、聚变反应或热核反应。核是指由质量小的原子,主要是指氘,在一定条件下(如超高温和高压),只有在极高的温度和压力下才能让核外电子摆脱原子核的束缚,让两个原子核能够互相吸引而碰撞到一起,发生原子核互相聚合作用,生成新的质量更重的原子核(如氦),中子虽然质量比较大,但是由于中子不带电,因此也能够在这个碰撞过程中逃离原子核的束缚而释放出来,大量电子和中子的释放所表现出来的就是巨大的能量释放。这是一种核反应的形式。
原子核中蕴藏巨大的能量,原子核的变化(从一种原子核变化为另外一种原子核)往往伴随着能量的释放。核聚变是核裂变相反的核反应形式。科学家正在努力研究可控核聚变,核聚变可能成为未来的能量来源。核聚变燃料可来源于海水和一些轻核,所以核聚变燃料是无穷无尽的。人类已经可以实现不受控制的核聚变,如氢弹的爆炸。
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