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聚变反应的意思、聚变反应的详细解释

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聚变反应的解释

即热核反应。在极高温度下,轻元素的原子核产生极大的热运动而互相碰撞,聚变为另外一种原子核的过程。参见“ 聚变 ”。

词语分解

专业解析

聚变反应,在现代汉语词典及核物理学语境下,指两个较轻的原子核在极高温度和压力条件下结合(聚合)成一个较重的原子核,并伴随巨大能量释放的核反应过程。其核心在于克服原子核间的静电斥力(库仑势垒),实现核子的融合。

详细解释与科学内涵:

  1. 基础定义与机制: 当轻元素(如氢的同位素氘和氚)的原子核在极端高温高压环境下(例如上亿摄氏度)相互接近时,它们能够克服带正电质子间的强大排斥力,发生碰撞并结合。融合后形成的新原子核(如氦核)质量小于原先两个原子核质量之和,根据爱因斯坦质能方程($E = mc$),损失的质量(质量亏损)转化为巨大的能量释放出来。这种能量主要以高能中子和光子的形式呈现。

  2. 与裂变的区别: 聚变反应与核裂变反应(重核分裂成较轻核)是核能的两种主要形式。聚变利用的是轻核的结合能,而裂变利用的是重核的分裂能。聚变理论上单位质量燃料释放的能量通常大于裂变。

  3. 能量来源与应用潜力: 聚变是太阳和恒星持续发光发热的能量来源。在地球上实现可控核聚变被视为解决未来清洁、安全、几乎无限能源的终极目标之一。其燃料(如海水中的氘)储量丰富,反应产物放射性相对较低且半衰期短,具有显著的环境和安全优势。

  4. 技术挑战: 实现可控聚变的主要挑战在于创造并维持发生聚变所需的极端条件(高温等离子体的约束与稳定性),以及实现能量净输出(产生的能量大于输入的能量)。目前主要研究途径包括磁约束(如托卡马克装置)和惯性约束。

权威参考来源:

网络扩展解释

聚变反应(核聚变)是轻原子核在极端条件下结合成较重原子核并释放巨大能量的过程。以下是详细解释:

一、基本定义 聚变反应指两个轻原子核(如氢同位素氘、氚)在超高温(上亿摄氏度)和高压环境下,克服原子核间的库仑斥力后发生融合,形成更重的原子核(如氦)。该过程伴随质量亏损,根据爱因斯坦质能方程$E=mc$转化为能量。

二、发生条件

  1. 温度要求:需达到1亿摄氏度以上,使原子核获得足够动能克服电磁斥力
  2. 约束方式:通过磁约束(如托卡马克装置)或惯性约束维持高温等离子体状态。

三、典型示例 • 太阳内部:氢核聚变生成氦,持续释放能量(质子-质子链反应) • 氢弹爆炸:利用核裂变产生的高温触发氘氚聚变 • 可控核聚变:目前处于实验阶段,如国际热核聚变实验堆(ITER)项目。

四、能量特性 单位质量燃料释放能量是核裂变的4倍以上,且燃料氘在海水中储量丰富(约45万亿吨),被视为未来清洁能源发展方向。

注:该词在核物理领域特指核聚变现象,部分网络释义提到的"思想情感聚集爆发"属于文学比喻,非科学定义。

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