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2.选择二,获得可控核聚变技术(2 / 2)

它的反应方程式十分的简单,就连初一的学生都会。

用一个氘加上一个氚,形成一个氦和一枚中子。

但如此简单的方程式。

却困扰了无数科学家不知道多少年的时间。

因为它展现的能量,和人类目前所有的已知的能源方式都不同。

它用的是核力!

在初中的化学中,我们知道原子是由中子,质子和核外电子构成的。

在化学反应中,不管最终化学方程式怎么变化,参与反应的原子本身是不会改变的。

但是在核聚变反应中,这个规则被打破了。

氘和氚都是氢的同位素,但在核力之下,它们变成了氦。

因为它们并非化学反应,而是原子核内部的反应。

原子核里的质子带的都是正电,而电荷拥有着拥有着同性相斥的原理。

它们彼此之间会产生名为库仑力的排斥力。

理论上它们彼此之间的距离越近,排斥的力量就越大。

到了原子核这种微观的距离时,两者之间的排斥力,就会大到不可思议的地步,接近无穷。

但是在微观世界里,还有一种力。

叫做强相互作用力。

当两个质子的距离,达到.乘以的负次方米,大于.乘以的-次方米时。

神奇的事情就发生了。

两个质子之间的排斥力在这个尺度下会消失,取而代之的是另一种。

强相互作用力!

这种力会将质子结合在一起,形成新的原子。(其实有一种叫做胶子的东西在起作用,由于太过于复杂,这只是本小说,所以就不展开了。)

将氘原子和氚原子之间的距离压缩到这个距离时。

它们就会自发地结合。

核聚变反应就开始了。

而想要达到这一步,需要两个步骤。

一个是将作为反应体的混合气体加热到等离子状态。

这一步的目的,是将原子核外的核外电子给去除,让电子能够脱离原子核的束缚。

有了这个前提下,原子核才能彼此之间接触,进行接下来的聚变反应。

完成第一步后,为了克服原子核之间的库仑力,需要原子核以极快的速度发生碰撞。

为了完成这一步,最简单的方法就是高温高压。

在太阳的内部,有亿个大气压的压强。

在这种高压下,只需要万摄氏度,就能发生聚变反应。

但是很明显,在地球是不可能实现这种高压的。

因此需要用温度来补偿缺少的压力,大约需要.亿摄氏度的高温,核聚变反应才能够进行。

理论很简单,但最大的困难就是如何去驾驭这个.亿摄氏度的反应堆。

目前主流科学界给出了两个解决方向。

一个是惯性约束,另一个是磁约束。

所谓的惯性约束,就是将反应气体装入一个小球内。

然后用激光照射小球,使得球体内部气体温度急剧升高,产生大量的热能。

受它的反作用力,球面内层向内挤压,使反应气体约束。

原理虽然很简单,但实现起来和天方夜谭差不多,目前这个方向还只停留在理论上。

而另一个磁约束,就靠谱多了。

由于原子核是带正电的,那么我们只要建立一个环形的磁场。

只要磁场足够大,粒子就跑不出去。

这个方案在理论上可行,并且已经有科学家做出来了。

目前最主流的两个方案。

托卡马克和仿星器,就是磁约束模型的实际案例。

但这并不代表着可控核聚变已经离人类不远了。

相反,越是接近可控核聚变,就越是清楚。

这条道路,究竟是多么的困难重重。

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