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如果用氦3作燃料,会不会更容易实现可控核聚变?

来源:搜狐 时间:2019-08-05 09:22:40 | 特鲁姆普大满贯 3594

可控核聚变是人类梦寐以求的能源,但即使到现在为止仍然依然在核聚变的门槛外徘徊,似乎有一只脚已经跳到门槛里,但距离真正的核聚变永远都还有五十年!都说月球上氦三资源丰富,是核聚变理想的燃料,那么将现在正在捣鼓的氘氚核聚变换成氦三,会更容易实现吗?

一、氘氚核聚变的特点

氘和氚都是氢的同位素,但自然界中最丰富的氢的同位素氕,这种只有一个质子和一个电子组成的氢占了绝大部分,但很可惜,氕要实现聚变非常困难,因为氕会首先聚变成氦2,需要两个质子和两个中子,而质子转变为中子的质量是增加的,还需要吸收聚变所释放的部分能量,但氦2并不稳定,很快就会衰变成氘!自氘核开始,聚变就开始开挂了,因为氘核中有中子,不需要再从质子经过漫长的时间转变过来!

如果用氦3作燃料,会不会更容易实现可控核聚变?

氚氘聚变H-2+H-3==He-4+n,聚变成氦四+一个多余的中子,而问题也从这跑出来的多余的中子中而来!对于裂变来说,原子核受到自由中子的轰击而产生裂变!这个自由中子还得制造出来,但在核聚变堆中这个中子却是一个彻头彻尾多余的东西!因为中子会被其他材料的原子核捕获而发生嬗变,一种正儿八经的材料经过一段时间的中子辐射后就成了放射性材料,这让人情何以堪呢?

二、有没有多余中子释放的核聚变吗?

当然有,传说中的氦三就是!但很可惜氦三在地球上的天然含量只有1.38x10-6的级别,因为氦三主要来自于太阳风中的高能粒子,而地球有一个磁场和厚厚的大气层,将这些宝贵的核聚变材料统统阻挡在外,而既没有磁场也没有底气的月球当然全盘接收啦!(按这个成因,水星上的氦三会更多)

如果用氦3作燃料,会不会更容易实现可控核聚变?

3He+3He→4He+2H,ΔE=12.860MeV;

氦三的聚变是完美的,释放巨大能量的同时,还没有中子污染,这绝对是一种理想的能源!

三、为什么我们不直接上氦三聚变?

吃瓜群众的疑问,既然有那么多好处,为什么不直接上氦三聚变?

如果用氦3作燃料,会不会更容易实现可控核聚变?

氦三是我们终极的聚变能源,但实现氦三聚变即使在规划中也属于第三代,即按正常来考虑它的实现是比较困难的,那么请问是什么原因?

如果用氦3作燃料,会不会更容易实现可控核聚变?

比结合能:强作用力是原子核中质子与中子节能的力量,原子核中质子与中子的数量越多,需要将其分开的能量就越大(铁元素为峰值),元素的结合能与质子与中子数之比就是比结合能!

从氘、氚到氦元素的比结合能是节节攀升的,简单的理解就是氘氚实现核聚变相对比较容易,而氦要实现聚变所需要的能量就会高得多!因此在那个氘氚核聚变还在天上飞的时候就奢望氦三聚变,似乎还早了一点!我们也记得前苏联物理学家、托卡马克之父Lev Artsimovich曾经说过一句很黄很暴力的名言:

“当整个社会都需要的时候,聚变就会实现!“

如果用氦3作燃料,会不会更容易实现可控核聚变?

好吧,我们现在已经很需要了,因为再不实现,人类就要将地球在数十亿年间积累的化石燃料消耗殆尽了,不仅如此,还会把地球搞得乌烟瘴气,这后果很严重!啥时候能实现啊,给大神您烧高香了哈!

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