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发表时间:2016/11/28 9:13:15 阅读次数:

中铀的含量只有3%左右,实际 上每年只消耗1t铀),全自动氮吹仪其运输量微不足道。所以,发展核电对缓解我国铁路运输 压力,意义尤为重大。核电是清洁能源,目前由于有了核电站,全世界每年减少 了20亿t二氧化碳的排放。而且,核电站不像燃煤电站那样向外部环境排放大 量煤渣、烟尘和硫、氮、碳等的氧化物以及汞、镉、苯并芘等致癌物质。   有鉴于此,发展核能将是今后能源发展的主要方向,是解决全球性能源枯竭 问题及保护环境,保证可持续发展的重要途径。   6.受控核聚变的发展   把轻核聚合成较重原子核的反应叫聚变。核聚变可释放出比核裂变更巨大 得多的能量。但核聚变要求的条件也更苛刻得多,也更难控制。氢弹的爆炸就 是利用氢的同位素氘和氚的热核聚变过程。氢弹是利用原子弹爆炸所产生的高 温高压来达到轻核聚变所要求的条件,整个氢弹的爆炸过程仅为百万分之几秒, 是一种不可控制的释能过程。现在,人们希望使这种热核反应能在人工控制下 慢慢地进行,并把所释放出的能量变成电能输出。这样的过程就叫做受控热核 反应或受控核聚变。见图1010。  第三节 新能源的开发利用367 图1010 


托卡马克装置结构示意图 1—产生环场的线圈盘 2 —变压器线圈 3 —等离子体电流 4—变压器铁心 5—金属外壳 6—螺旋场 7 —环场Ht 8 —角场Hp   要实现受控热核反应,必须满足两个基本条件:一是温度,二是等离子体密 度和约束时间。对于氘氚的核聚变反应,要求的温度为1亿摄氏度;而对于氘 氘的核裂变反应,则要求高达5亿摄氏度。等离子体是指参加反应的气体完 全分解成带正电的原子核和带负电的电子,即成为高度电离的气体。等离子体 密度越大,越有利于聚变反应的进行。反应堆里的等离子体密度最好是每立方 1418 厘米有10~10个原子核。约束时间是指参与反应的等离子体被约束在一定 空间范围内的时间。约束时间越长,越有利于反应的进行。根据研究的结果,为 使聚变反应堆达到自持的条件,等离子体的粒子密度和约束时间的乘积必须大 14 于某一常量,这个常量称为劳逊条件。对氘氚反应来说,劳逊条件应超过10, 16 对氘氘反应则应超过10。 368第十章 能源与化学 


   聚变反应等离子体温度极高,用任何 材料制造的容器都“容纳”不了。但是,等 离子体是带电的粒子,在磁场中会受到磁 场的作用力。如果大家把磁场的形状、强 度、分布都搞得比较合适,就可以使这些高 温等离子体在规定的磁场内运动而不向四 面八方扩散,即用磁场把这些高温粒子约 束住,这就是磁约束(见图101 11 ),它起 到了任何容器都起不到的作用。用超导磁 体构成的强大磁场可以达到6~8T,所能 约束的等离子体压强已超过反应堆所要求图101 11  螺旋型磁场 的标准。此约束装置有各种设计,其中以(角场、环场的合成) 托卡马克系统的性能最好,它以氘、氚各半 作为燃料,高温等离子体在环管的中心部分进行热核反应。   目前人工核聚变所用的原料,即核聚变燃料,是氢的两种同位素氘(D,21H)

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